RU2801380C1 - Catalyst and method for catalytic oxidation-deoxygenation of gas containing unsaturated hydrocarbon - Google Patents

Catalyst and method for catalytic oxidation-deoxygenation of gas containing unsaturated hydrocarbon Download PDF

Info

Publication number
RU2801380C1
RU2801380C1 RU2022122593A RU2022122593A RU2801380C1 RU 2801380 C1 RU2801380 C1 RU 2801380C1 RU 2022122593 A RU2022122593 A RU 2022122593A RU 2022122593 A RU2022122593 A RU 2022122593A RU 2801380 C1 RU2801380 C1 RU 2801380C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
component
catalyst
unsaturated hydrocarbon
catalytic oxidation
Prior art date
Application number
RU2022122593A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Цзе ЦЗЯН
Сун ВЭНЬ
Лей Чжао
Вэй СЮЙ
Бин СУНЬ
Чаншэн ЧЖАН
Цзиньчун ЧЖАО
Фэн СУНЬ
Юньфэн ЧЖУ
Юйся ЧЖАН
Original Assignee
Чайна Петролиум энд Кемикал Корпорейшн
Синопек Рисерч Инститьют Оф Сейфти Инджиниринг Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Чайна Петролиум энд Кемикал Корпорейшн, Синопек Рисерч Инститьют Оф Сейфти Инджиниринг Ко., Лтд. filed Critical Чайна Петролиум энд Кемикал Корпорейшн
Application granted granted Critical
Publication of RU2801380C1 publication Critical patent/RU2801380C1/en

Links

Abstract

FIELD: gas treatment.
SUBSTANCE: catalyst for the oxidation-deoxygenation of an unsaturated hydrocarbon-containing gas containing a carrier, as well as an active component, the first component is a shared agent and the second component is a shared agent deposited on the carrier, where the active component is one or more components selected from the group consisting of oxides of Pt, Pd, Ru, Rh, Ag and Ir; the first component - shared agent includes one or more elements selected from the group consisting of rare earth metal, metal of group IVB and metal of group VIII, and the second component - shared agent includes one or more elements selected from the group consisting of alkali metal and alkaline earth metal; in the radial direction from the core of the carrier to the outer surface of the carrier, the content of said active component gradually increases and then gradually decreases to form a peak-shaped distribution, the content of said first component - a shared agent gradually increases and then gradually decreases to form a distribution in the form of a peak, the content of the said second component - a shared agent gradually increases, and the peak value of the content of the said active component is 0.2 wt.% or more; the specified active ingredient is contained in an amount of 0.05-2 wt.% in terms of the metal element, the specified first component - a shared agent is contained in an amount of 0.1-3 wt.% in terms of oxide, and the specified second component - a shared agent is contained in an amount of 1-7 wt.% in terms of oxide, based on the dry weight of the catalyst. A method for catalytic oxidation-deoxygenation of a gas containing an unsaturated hydrocarbon, including an unsaturated hydrocarbon and oxygen, is described, including bringing the gas containing an unsaturated hydrocarbon into contact with the catalyst described above under the following contacting conditions: the gas containing an unsaturated hydrocarbon has an hourly space velocity of 200-50,000 h-1, a pressure of 0.01-20 MPa, a linear velocity of 0.02-10 m/s, and the pressure product at linear speed is 0.1-5 MPa⋅ m/s.
EFFECT: reduced formation of carbon deposits in the process of catalytic oxidation-deoxygenation.
13 cl, 16 dwg, 3 tbl, 4 ex

Description

Перекрестная ссылка на родственные заявкиCross-reference to related applications

По заявке испрашивается приоритет по дате подачи заявки на патент Китая №202010087815.3, которая специально и во всей полноте включена в данный документ посредством ссылки.The application claims priority over the filing date of Chinese Patent Application No. 202010087815.3, which is specifically and in its entirety incorporated herein by reference.

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к технической области химической обработки остаточных газов и, в частности, к катализатору и способу каталитического окисления-деоксигенирования содержащего ненасыщенный углеводород газа с использованием катализатора.The present invention relates to the technical field of the chemical treatment of residual gases and, in particular, to a catalyst and a method for the catalytic oxidation-deoxygenation of an unsaturated hydrocarbon-containing gas using a catalyst.

Уровень техникиState of the art

Кислородсодержащий органический углеводородный газ или остаточный газ является обычным газом в ходе текущих процессов химического производства, хранения и транспортировки, например, органический остаточный газ в процессах окисления и перекисного окисления, остаточный газ системы сообщения нефтяного склада и газ из органических отходов, он часто вызывает опасность взрыва из-за высокого содержания кислорода; и отраслевым стандартом SH 3009-2013 «Технические условия на проектирование системы отвода горючих газов в нефтехимическом машиностроении» ред. 5.3.1 установлено, что «горючий газ с содержанием кислорода более 2% по объему (об. %)» не должен отводиться в систему выпуска горючих газов всего завода, такую как факел, печь для сжигания отходов и т.п. Таким образом, требуется деоксигенирование (удаление кислорода) кислородсодержащего органического газа или остаточного газа для снижения риска взрыва, рециркуляции органического газа или обеспечения соответствия кислородсодержащего органического остаточного газа требованиям по выбросам. Что касается устройств для получения эпоксипропана, в том числе традиционного устройства для получения эпоксипропана хлоргидриновым способом и устройства для получения эпоксипропана с применением перекиси водорода, используемого в последние годы, содержание кислорода в остаточном пропиленовом газе колеблется в пределах 0,2-8%, в соответствии с техническими условиями требуется, чтобы газ не сбрасывался в систему сброса горючих газов, содержание кислорода должно быть снижено до менее 0,5% для выбросов или содержание кислорода должно быть дополнительно снижено до 0,1% или ниже для облегчения рециркуляции.Oxygen-containing organic hydrocarbon gas or tail gas is a common gas in the course of current chemical production, storage and transportation processes, such as organic tail gas in oxidation and peroxidation processes, tail gas of an oil storage system and landfill gas, it often causes an explosion hazard due to high oxygen content; and industry standard SH 3009-2013 "Specifications for the design of a combustible gas removal system in petrochemical engineering", ed. 5.3.1 states that "combustible gas with an oxygen content of more than 2% by volume (vol.%)" should not be discharged into the combustible gas exhaust system of the entire plant, such as a flare, an incinerator, etc. Thus, deoxygenation (removal of oxygen) of the oxygenated organic gas or tail gas is required to reduce the risk of explosion, recycle the organic gas, or ensure that the oxygenated organic tail gas meets emission requirements. As for the epoxy propane production equipment, including the conventional chlorohydrin epoxy propane production equipment and the hydrogen peroxide epoxy propane production equipment used in recent years, the oxygen content of the residual propylene gas ranges from 0.2% to 8%, according to specifications require that the gas is not vented to a combustible gas discharge system, the oxygen content must be reduced to less than 0.5% for emissions, or the oxygen content must be further reduced to 0.1% or lower to facilitate recycling.

Доступные в настоящее время технологии деоксигенирования в основном состоят из деоксигенирования физической адсорбцией с переменным давлением, деоксигенирования химической адсорбцией, деоксигенирования сжиганием активированного угля, деоксигенирования каталитическим сжиганием и каталитического окисления-деоксигенирования, при этом деоксигенирование физической адсорбцией с переменным давлением и деоксигенирование химической адсорбцией имеют небольшие загрузки и подходят для удаления следов кислорода; деоксигенирование сжиганием активированного угля требует высокой температуры и большого расхода энергии; технологии деоксигенирования каталитическим сжиганием в основном требуют добавления восстановительного газа, такого как Щ, и отделение восстановительного газа становится сложной проблемой; современные технологии каталитического окисления-деоксигенирования в основном предназначены для метансодержащих газов, таких как газ угольных пластов и газ из отходов, а технологии деоксигенирования олефинов (например, этилена, пропилена) подходят только для удаления следов кислорода на уровне частей на миллион, и технологии каталитического окисления-деоксигенирования олефинов (например, этилена и пропилена) и алкинов с более высоким содержанием кислорода неизвестны, в то время как олефины и алкины склонны к образованию углеродных отложений на поверхности катализатора при определенной температуре, и для них требования к технологиям каталитического окисления-деоксигенирования отличаются от требований к технологиям каталитического окисления-деоксигенирования для метана.The currently available deoxygenation technologies mainly consist of pressure swing physical adsorption deoxygenation, chemical adsorption deoxygenation, activated carbon combustion deoxygenation, catalytic combustion deoxygenation and catalytic oxidation-deoxygenation, while pressure swing physical adsorption deoxygenation and chemical adsorption deoxygenation have small loadings. and are suitable for removing traces of oxygen; deoxygenation by burning activated carbon requires high temperature and high energy consumption; catalytic combustion deoxygenation technologies generally require the addition of a reducing gas such as N, and separating the reducing gas becomes a difficult problem; current catalytic oxidation-deoxygenation technologies are mainly for methane-containing gases such as coal seam gas and waste gas, while olefin deoxygenation technologies (e.g. ethylene, propylene) are only suitable for removing trace oxygen at the ppm level, and catalytic oxidation technologies - deoxygenation of olefins (e.g. ethylene and propylene) and higher oxygen alkynes are unknown, while olefins and alkynes tend to form carbon deposits on the catalyst surface at a certain temperature, and for them the requirements for catalytic oxidation-deoxygenation technologies differ from requirements for catalytic oxidation-deoxygenation technologies for methane.

Краткое описание изобретения Настоящее изобретение направлено на предоставление катализатора и способа каталитического окисления-деоксигенирования содержащего ненасыщенный углеводород газа с использованием катализатора. Использование катализатора по настоящему изобретению может снизить образование углеродных отложений, а способ каталитического окисления-деоксигенирования по настоящему изобретению устраняет необходимость добавления восстановительного газа, такого как Н2, позволяет углеводородам реагировать непосредственно с кислородом с образованием СО2 и Н2О, обеспечивает достижение деоксигенирования углеводородсодержащего остаточного газа, и реакционное устройство является безопасным, безвредным для окружающей среды и энергетически эффективным.BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is directed to providing a catalyst and a method for the catalytic oxidation-deoxygenation of an unsaturated hydrocarbon-containing gas using a catalyst. The use of the catalyst of the present invention can reduce the formation of carbon deposits, and the catalytic oxidation-deoxygenation method of the present invention eliminates the need to add a reducing gas such as H 2 , allows hydrocarbons to react directly with oxygen to form CO 2 and H 2 O, achieves deoxygenation of the hydrocarbon containing residual gas, and the reaction device is safe, environmentally friendly and energy efficient.

В настоящем изобретении предложен катализатор, содержащий носитель, а также активный компонент, первый компонент - совместно используемый агент и второй компонент - совместно используемый агент, нанесенные на носитель, где активный компонент представляет собой один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из оксидов Pt, Pd, Ru, Rh, Ag и Ir; первый компонент - совместно используемый агент включает один или более элементов, выбранных из группы, состоящей из редкоземельного металла, металла группы IVB и металла группы VIII; а второй компонент - совместно используемый агент включает один или более элементов, выбранных из группы, состоящей из щелочного металла и щелочноземельного металла;The present invention provides a catalyst containing a carrier, as well as an active component, the first component is a shared agent and the second component is a shared agent supported on a carrier, where the active component is one or more components selected from the group consisting of oxides of Pt , Pd, Ru, Rh, Ag and Ir; the first component, the shared agent, comprises one or more elements selected from the group consisting of a rare earth metal, a Group IVB metal, and a Group VIII metal; and the second component - a shared agent includes one or more elements selected from the group consisting of an alkali metal and an alkaline earth metal;

в радиальном направлении от сердцевины носителя к внешней поверхности носителя содержание указанного активного компонента постепенно увеличивается, а затем постепенно уменьшается с образованием распределения в форме пика, содержание указанного первого компонента - совместно используемого агента постепенно увеличивается, а затем постепенно уменьшается с образованием распределения в форме пика, содержание указанного второго компонента - совместно используемого агента постепенно увеличивается, и пиковое значение содержания указанного активного компонента составляет 0,2 масс. % или более;in the radial direction from the core of the carrier to the outer surface of the carrier, the content of the specified active component gradually increases and then gradually decreases to form a distribution in the form of a peak, the content of the specified first component - the joint agent gradually increases and then gradually decreases to form a distribution in the form of a peak, the content of the specified second component - shared agent gradually increases, and the peak value of the content of the specified active component is 0.2 mass. % or more;

указанный активный компонент содержится в количестве 0,05-2 масс. % в пересчете на металлический элемент, указанный первый компонент - совместно используемый агент содержится в количестве 0,1-3 масс. % в пересчете на оксид, а указанный второй компонент - совместно используемый агент содержится в количестве 1-7 масс. % в пересчете на оксид, в расчете на сухую массу катализатора.the specified active ingredient is contained in an amount of 0.05-2 wt. % in terms of the metal element, the specified first component - a shared agent is contained in an amount of 0.1-3 wt. % in terms of oxide, and the specified second component - a shared agent is contained in an amount of 1-7 wt. % in terms of oxide, based on the dry weight of the catalyst.

Предпочтительно, массовое процентное содержание углеродных отложений у для катализатора, измеренное в атмосфере пропилена при давлении 0,6 МПа и температуре 573,15 K, имеет следующие характеристики:Preferably, the mass percentage of carbon deposits y for the catalyst, measured in a propylene atmosphere at a pressure of 0.6 MPa and a temperature of 573.15 K, has the following characteristics:

у=0,9y1 - 1,1y1, y1=(-0,0029+0,3748×t1,3013)/100y=0.9y1 - 1.1y1, y1=(-0.0029+0.3748×t 1.3013 )/100

где t: время реакции, в диапазоне 100-2000 часов;where t: reaction time, in the range of 100-2000 hours;

причем перед измерением катализатор имеет массовое процентное содержание углеродных отложений, составляющее 0,2% или менее.and before measurement, the catalyst has a mass percentage of carbon deposits of 0.2% or less.

Предпочтительно, количество q адсорбированного кислорода при насыщении для катализатора после восстановления водородом при нормальном давлении и температуре 473,15 K имеет следующие характеристики:Preferably, the amount q of adsorbed oxygen at saturation for the catalyst after reduction with hydrogen at normal pressure and temperature of 473.15 K has the following characteristics:

q=0,8q1 - 1,2q1, q1=a+b×Tc+d×Te q=0.8q1 - 1.2q1, q1=a+b×T c +d×T e

q: количество адсорбированного кислорода при насыщении, мл/г; q: amount of adsorbed oxygen at saturation, ml/g;

Т: температура адсорбции, в диапазоне 323,15-623,15 K;T: adsorption temperature, in the range 323.15-623.15 K;

а=-0,0685; b=7,016×10-6; с=2,06; d=-5,83×10-8; е=2,76.a=-0.0685; b=7.016×10 -6 ; c=2.06; d=-5.83×10 -8 ; e=2.76.

Предпочтительно, первый компонент - совместно используемый агент включает один или более элементов, выбранных из группы, состоящей из металла группы IVB и металла группы VIII, а второй компонент - совместно используемый агент включает щелочной металл; более предпочтительно, первый компонент - совместно используемый агент представляет собой один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из оксида трехвалентного железа, оксида кобальта, оксида никеля и оксида титана, а второй компонент - совместно используемый агент представляет собой оксид натрия; и еще более предпочтительно, массовое отношение первого компонента - совместно используемого агента ко второму компоненту - совместно используемому агенту составляет 1:20-220, предпочтительно 1:60-200.Preferably, the first shared agent component comprises one or more elements selected from the group consisting of a Group IVB metal and a Group VIII metal, and the second shared agent component comprises an alkali metal; more preferably, the first shared agent component is one or more selected from the group consisting of ferric oxide, cobalt oxide, nickel oxide, and titanium oxide, and the second shared agent component is sodium oxide; and even more preferably, the weight ratio of the first component - shared agent to the second component - shared agent is 1:20-220, preferably 1:60-200.

Предпочтительно, катализатор имеет удельную площадь поверхности 100-260 м2/г и объем пор 0,2-0,7 см3/г; мезопоры с размером пор более 2 нм и 50 нм или менее составляют 2-40% от общего объема пор, а макропоры с размером пор более 50 нм и 200 нм или менее составляют 50-90% от общего объема пор.Preferably, the catalyst has a specific surface area of 100-260 m 2 /g and a pore volume of 0.2-0.7 cm 3 /g; mesopores with a pore size of more than 2 nm and 50 nm or less account for 2-40% of the total pore volume, and macropores with a pore size of more than 50 nm and 200 nm or less account for 50-90% of the total pore volume.

Предпочтительно, носитель представляет собой один или более носителей, выбранных из группы, состоящей из оксида алюминия, диоксида кремния, диоксида титана, молекулярных сит и углеродных нанотрубок.Preferably, the carrier is one or more carriers selected from the group consisting of alumina, silica, titanium dioxide, molecular sieves and carbon nanotubes.

Предпочтительно, содержание активного компонента, имеющего дисперсный размер менее 10 нм, составляет 80 масс. % или более от общего количества активного компонента.Preferably, the content of the active component having a dispersed size of less than 10 nm is 80 wt. % or more of the total active ingredient.

В настоящем изобретении также предложен способ каталитического окисления-деоксигенирования содержащего ненасыщенный углеводород газа, включающего ненасыщенный углеводород и кислород, включающий приведение содержащего ненасыщенный углеводород газа в контакт с катализатором и осуществление процесса каталитического окисления для удаления кислорода из содержащего ненасыщенный углеводород газа;The present invention also provides a method for catalytically oxidizing-deoxygenating an unsaturated hydrocarbon-containing gas comprising an unsaturated hydrocarbon and oxygen, comprising contacting the unsaturated hydrocarbon-containing gas with a catalyst and performing a catalytic oxidation process to remove oxygen from the unsaturated hydrocarbon-containing gas;

где катализатор представляет собой указанный катализатор по настоящему изобретению, условия приведения в контакт включают то, что содержащий ненасыщенный углеводород газ имеет часовую объемную скорость 200-50000 ч-1, предпочтительно 200-20000 ч-1, давление 0,01-20 МПа, линейную скорость 0,02-10 м/с, а произведение давления на линейную скорость составляет 0,1-5 МПа⋅м/с.where the catalyst is said catalyst of the present invention, the contacting conditions include that the unsaturated hydrocarbon-containing gas has an hourly space velocity of 200-50000 h -1 , preferably 200-20000 h -1 , pressure of 0.01-20 MPa, linear speed is 0.02-10 m/s, and the product of pressure and linear velocity is 0.1-5 MPa⋅m/s.

Предпочтительно, содержащий ненасыщенный углеводород газ имеет часовую объемную скорость 500-20000 ч-1, предпочтительно 500-10000 ч-1, давление 0,4-10 МПа, линейную скорость 0,02-5 м/с, а произведение давления на линейную скорость составляет 0,2-5 МПа⋅м/с.Preferably, the unsaturated hydrocarbon-containing gas has an hourly space velocity of 500-20,000 h -1 , preferably 500-10,000 h -1 , a pressure of 0.4-10 MPa, a linear velocity of 0.02-5 m/s, and the product of pressure and linear velocity is 0.2-5 MPa⋅m/s.

Предпочтительно, способ дополнительно включает следующие стадии:Preferably, the method further comprises the following steps:

(1) понижение температуры газа, полученного в результате реакции каталитического окисления, и разделение газа и жидкости;(1) lowering the temperature of the gas obtained from the catalytic oxidation reaction and separating the gas and liquid;

(2) отделение газовой фазы, полученной в результате разделения газа и жидкости, с получением по меньшей мере части ненасыщенных углеводородов.(2) separating the gas phase resulting from the gas-liquid separation to obtain at least a portion of the unsaturated hydrocarbons.

Предпочтительно, способ дополнительно включает перед каталитическим окислением осуществление теплообмена между содержащим ненасыщенный углеводород газом и газом, полученным в результате реакции каталитического окисления.Preferably, the method further comprises, prior to the catalytic oxidation, exchanging heat between the unsaturated hydrocarbon-containing gas and the gas resulting from the catalytic oxidation reaction.

Предпочтительно, ненасыщенные углеводороды представляют собой ненасыщенные углеводороды с числом атомов углерода С4 или менее, предпочтительно, один или более ненасыщенных углеводородов, выбранных из группы, состоящей из этилена, пропилена, 1-бутена, 2-бутена, изобутилена, 1,3-бутадиена, ацетилена, пропина, 1-бутина и 2-бутина.Preferably, the unsaturated hydrocarbons are unsaturated hydrocarbons with C4 or less carbon atoms, preferably one or more unsaturated hydrocarbons selected from the group consisting of ethylene, propylene, 1-butene, 2-butene, isobutylene, 1,3-butadiene, acetylene, propyne, 1-butyne and 2-butyne.

Предпочтительно, температура на входе в реактор составляет 60-400°С, температура на выходе из реактора составляет 100-600°С.Preferably, the reactor inlet temperature is 60-400°C, the reactor outlet temperature is 100-600°C.

Предпочтительно, температура на входе в реактор составляет 100-380°С, температура на выходе из реактора составляет 150-550°С.Preferably, the reactor inlet temperature is 100-380°C, the reactor outlet temperature is 150-550°C.

Предпочтительно, указанную реакцию каталитического окисления проводят в реакторе с неподвижным слоем.Preferably, said catalytic oxidation reaction is carried out in a fixed bed reactor.

Предпочтительно, способ дополнительно включает процесс контроля безопасности, включающий стадию блокировки - запуска аварийного сигнала, при этом стадия блокировки - запуска аварийного сигнала включает определение того, достигают ли температура на входе в реактор, температура на выходе из реактора, содержание кислорода в подаваемом газе, содержание кислорода в остаточном газе соответствующего аварийного значения или блокировочного значения, и осуществление управления аварийной блокировкой.Preferably, the method further includes a safety control process including a blocking - triggering an alarm step, wherein the blocking - triggering an alarm step includes determining whether the reactor inlet temperature, the reactor outlet temperature, the oxygen content in the feed gas, the content oxygen in the residual gas of the corresponding alarm value or blocking value, and the implementation of emergency blocking control.

Предпочтительно, нижнее аварийное значение температуры на входе в реактор составляет 60-90°С, нижнее блокировочное значение температуры на входе в реактор составляет 40-60°С, верхнее аварийное значение температуры на выходе из реактора составляет 580-610°С, верхнее блокировочное значение температуры на выходе из реактора составляет 610-650°С, верхнее аварийное значение содержания кислорода в подаваемом газе составляет 7,5-8,5 об. %, верхнее блокировочное значение содержания кислорода в подаваемом газе составляет 8,5-10 об. %, а верхнее аварийное значение содержания кислорода в остаточном газе составляет 0,2-0,3 об. %.Preferably, the lower reactor inlet temperature alarm value is 60-90°C, the lower reactor inlet temperature shutdown value is 40-60°C, the reactor outlet upper temperature alarm value is 580-610°C, the upper reactor temperature at the outlet of the reactor is 610-650°C, the upper emergency value of the oxygen content in the feed gas is 7.5-8.5 vol. %, the upper blocking value of the oxygen content in the supplied gas is 8.5-10 vol. %, and the upper emergency value of the oxygen content in the residual gas is 0.2-0.3 vol. %.

Предпочтительно, содержащий ненасыщенный углеводород газ содержит 0,2-8% кислорода и 5-99% ненасыщенных углеводородов в пересчете на объемную процентную концентрацию.Preferably, the unsaturated hydrocarbon-containing gas contains 0.2-8% oxygen and 5-99% unsaturated hydrocarbons, based on volume percent concentration.

Катализатор по настоящему изобретению может уменьшить образование углеродных отложений. Кроме того, способ каталитического окисления-деоксигенирования по настоящему изобретению устраняет необходимость добавления восстанавливающего газа, такого как H2, позволяет (ненасыщенным) углеводородам газа, содержащего ненасыщенные углеводороды, реагировать непосредственно с кислородом с образованием CO2 и H2O, достигает цели деоксигенирования углеводородсодержащего остаточного газа, и может подавлять образование углеродных отложений на поверхности катализатора и образование побочного продукта СО, а также демонстрирует высокую толерантность к колебаниям содержания кислорода в подаваемом газе.The catalyst of the present invention can reduce the formation of carbon deposits. In addition, the catalytic oxidation-deoxygenation process of the present invention eliminates the need to add a reducing gas such as H 2 , allows the (unsaturated) hydrocarbons of a gas containing unsaturated hydrocarbons to react directly with oxygen to form CO 2 and H 2 O, achieves the purpose of deoxygenating a hydrocarbon-containing residual gas, and can suppress the formation of carbon deposits on the surface of the catalyst and the formation of by-product CO, and also shows high tolerance to fluctuations in the oxygen content of the feed gas.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

На фиг. 1 показана блок-схема способа каталитического окисления-деоксигенирования содержащего ненасыщенный углеводород газа согласно конкретному воплощению настоящего изобретения;In FIG. 1 is a flow diagram of a process for the catalytic oxidation-deoxygenation of an unsaturated hydrocarbon-containing gas according to a specific embodiment of the present invention;

на фиг. 2 показано СЭМ-изображение катализатора каталитического окисления, полученного в примере 1 получения;in fig. 2 shows an SEM image of the catalytic oxidation catalyst obtained in Production Example 1;

на фиг. 3 изображен график, показывающий распределение содержания ингредиентов после пропитки в примере 1 получения;in fig. 3 is a graph showing the content distribution of ingredients after impregnation in Production Example 1;

на фиг. 4 изображен график, показывающий распределение содержания ингредиентов после пропитки в примере 2 получения;in fig. 4 is a graph showing the content distribution of ingredients after impregnation in Production Example 2;

на фиг. 5 изображен график, показывающий распределение содержания ингредиентов после пропитки в примере 3 получения;in fig. 5 is a graph showing the content distribution of ingredients after impregnation in Production Example 3;

на фиг. 6 изображен график, показывающий распределение содержания ингредиентов после пропитки в примере 4 получения;in fig. 6 is a graph showing the content distribution of ingredients after impregnation in Production Example 4;

на фиг. 7 показано СЭМ-изображение катализатора каталитического окисления, полученного в сравнительном примере 1 получения;in fig. 7 shows an SEM image of the catalytic oxidation catalyst obtained in Comparative Production Example 1;

на фиг. 8 изображен график, показывающий распределение содержания ингредиентов после пропитки в сравнительном примере 1 получения;in fig. 8 is a graph showing the content distribution of ingredients after impregnation in Comparative Production Example 1;

на фиг. 9 показано СЭМ-изображение катализатора каталитического окисления, полученного в сравнительном примере 2 получения;in fig. 9 shows an SEM image of the catalytic oxidation catalyst obtained in Comparative Production Example 2;

на фиг. 10 изображен график, показывающий распределение содержания ингредиентов после пропитки в сравнительном примере 2 получения;in fig. 10 is a graph showing the content distribution of ingredients after impregnation in Comparative Production Example 2;

на фиг. 11 показано СЭМ-изображение катализатора каталитического окисления, полученного в сравнительном примере 3 получения;in fig. 11 shows an SEM image of the catalytic oxidation catalyst obtained in Comparative Production Example 3;

на фиг. 12 изображен график, показывающий распределение содержания ингредиентов после пропитки в сравнительном примере 3 получения;in fig. 12 is a graph showing the content distribution of ingredients after impregnation in Comparative Production Example 3;

на фиг. 13 показано СЭМ-изображение катализатора каталитического окисления, полученного в сравнительном примере 4 получения;in fig. 13 shows an SEM image of the catalytic oxidation catalyst obtained in Comparative Production Example 4;

на фиг. 14 изображен график, показывающий распределение содержания ингредиентов после пропитки в сравнительном примере 4 получения;in fig. 14 is a graph showing the content distribution of ingredients after impregnation in Comparative Production Example 4;

на фиг. 15 показано СЭМ-изображение катализатора каталитического окисления, полученного в сравнительном примере 5 получения;in fig. 15 shows an SEM image of the catalytic oxidation catalyst obtained in Comparative Production Example 5;

на фиг. 16 изображен график, показывающий распределение содержания ингредиентов после пропитки в сравнительном примере 5 получения.in fig. 16 is a graph showing the content distribution of ingredients after impregnation in Comparative Production Example 5.

Описание ссылочных обозначенийDescription of reference symbols

1. Теплообменный блок1. Heat exchange unit

2. Нагревательный блок2. Heating block

3. Блок реакции деоксигенирования3. Deoxygenation reaction block

4. Блок снижения температуры4. Temperature reduction unit

5. Блок разделения газа и жидкости5. Gas-liquid separation unit

6. Компрессор6. Compressor

7. Колонна для отделения неконденсируемого газа7. Non-condensable gas separation column

А. Содержащий ненасыщенный углеводород газA. Gas containing unsaturated hydrocarbon

8. Деоксигенированный газ8. Deoxygenated gas

C. Отработанная текучая средаC. Waste Fluid

D. Неконденсируемый газD. Non-condensable gas

E. Ненасыщенные углеводородыE. Unsaturated hydrocarbons

F. Система выпуска горючих газовF. Combustible gas exhaust system

OA. Блок анализа остаточного кислорода.O.A. Residual oxygen analysis unit.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

Если в настоящем описании не указано иное, концентрация «%» газа относится к «об. %», термин «объемная скорость» относится к «часовой объемной скорости», а давление относится к абсолютному давлению.Unless otherwise indicated in the present description, the concentration "%" of the gas refers to "vol. %", the term "space velocity" refers to "hourly space velocity" and pressure refers to absolute pressure.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, предложен катализатор, содержащий носитель, а также активный компонент, первый компонент - совместно используемый агент и второй компонент - совместно используемый агент, нанесенные на носитель, где активный компонент представляет собой один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из оксидов Pt, Pd, Ru, Rh, Ag и Ir;In accordance with the first aspect of the present invention, there is provided a catalyst containing a carrier, as well as an active component, the first component is a shared agent and the second component is a shared agent supported on a carrier, where the active component is one or more components selected from the group , consisting of oxides of Pt, Pd, Ru, Rh, Ag and Ir;

в радиальном направлении от сердцевины носителя к внешней поверхности носителя содержание указанного активного компонента постепенно увеличивается, а затем постепенно уменьшается с образованием распределения в форме пика, содержание указанного первого компонента - совместно используемого агента постепенно увеличивается, а затем постепенно уменьшается с образованием распределения в форме пика, содержание указанного второго компонента - совместно используемого агента постепенно увеличивается, и пиковое значение содержания указанного активного компонента составляет 0,2 масс. % или более;in the radial direction from the core of the carrier to the outer surface of the carrier, the content of the specified active component gradually increases and then gradually decreases to form a distribution in the form of a peak, the content of the specified first component - the joint agent gradually increases and then gradually decreases to form a distribution in the form of a peak, the content of the specified second component - shared agent gradually increases, and the peak value of the content of the specified active component is 0.2 mass. % or more;

первый компонент - совместно используемый агент включает один или более элементов, выбранных из группы, состоящей из редкоземельного металла, металла группы IVB и металла группы VIII; а второй компонент - совместно используемый агент включает один или более элементов, выбранных из группы, состоящей из щелочного металла и щелочноземельного металла; активный компонент содержится в количестве 0,05-2 масс. % в пересчете на металлический элемент, первый компонент - совместно используемый агент содержится в количестве 0,1-3 масс. % в пересчете на оксид, а указанный второй компонент - совместно используемый агент содержится в количестве 1-7 масс. % в пересчете на оксид в расчете на сухую массу катализатора.the first component, the shared agent, comprises one or more elements selected from the group consisting of a rare earth metal, a Group IVB metal, and a Group VIII metal; and the second component - a shared agent includes one or more elements selected from the group consisting of an alkali metal and an alkaline earth metal; the active ingredient is contained in an amount of 0.05-2 wt. % in terms of the metal element, the first component - a shared agent is contained in an amount of 0.1-3 wt. % in terms of oxide, and the specified second component - a shared agent is contained in an amount of 1-7 wt. % in terms of oxide based on the dry weight of the catalyst.

Согласно настоящему изобретению, предпочтительно, массовое процентное содержание углеродных отложений у для катализатора, измеренное в атмосфере пропилена при давлении 0,6 МПа и температуре 573,15 K, имеет следующие характеристики:According to the present invention, preferably, the mass percentage of carbon deposits y for the catalyst, measured in a propylene atmosphere at a pressure of 0.6 MPa and a temperature of 573.15 K, has the following characteristics:

у=0,9y1 - 1,ly1, y1=(-0,0029+0,3748×t0,3013)/100y=0.9y1 - 1.ly1, y1=(-0.0029+0.3748×t 0.3013 )/100

где t: время реакции, в диапазоне 100-2000 часов;where t: reaction time, in the range of 100-2000 hours;

причем перед измерением катализатор имеет массовое процентное содержание углеродных отложений, составляющее 0,2% или менее.and before measurement, the catalyst has a mass percentage of carbon deposits of 0.2% or less.

Согласно настоящему изобретению, когда массовое процентное содержание углеродных отложений для катализатора составляет 0,2% или менее перед измерением, катализатор можно обработать с помощью обычно используемого в технике способа регенерации катализатора, так что массовое процентное содержание углеродных отложений для катализатора соответствует требованию настоящего изобретения перед испытанием; и в качестве способа регенерации катализатор можно, например, подвергнуть прокаливанию.According to the present invention, when the mass percentage of carbon deposit of the catalyst is 0.2% or less before measurement, the catalyst can be treated by the catalyst regeneration method commonly used in the art so that the mass percentage of carbon deposit of the catalyst meets the requirement of the present invention before testing. ; and as a regeneration method, the catalyst may, for example, be subjected to calcination.

В настоящем описании «сухая масса катализатора» относится к массе катализатора, высушенного до постоянной массы при 200°С.In the present description, "dry weight of the catalyst" refers to the weight of the catalyst, dried to constant weight at 200°C.

Согласно настоящему изобретению, предпочтительно, количество q адсорбированного кислорода при насыщении для катализатора после восстановления водородом при нормальном давлении и температуре 473,15 K имеет следующие характеристики:According to the present invention, preferably, the amount q of adsorbed oxygen at saturation for the catalyst after reduction with hydrogen at normal pressure and temperature of 473.15 K has the following characteristics:

q=0,8q1 - 1,2q1, q1=a+b×Tc+d×Tq=0.8q1 - 1.2q1, q1=a+b×T c +d×T

q: количество адсорбированного кислорода при насыщении, мл/г;q: amount of adsorbed oxygen at saturation, ml/g;

Т: температура адсорбции, в диапазоне 323,15-623,15 K;T: adsorption temperature, in the range 323.15-623.15 K;

а=-0,0685; b=7,016×10-6; с=2,06; d=-5,83×10-8; е=2,76.a=-0.0685; b=7.016×10 -6 ; c=2.06; d=-5.83×10 -8 ; e=2.76.

Согласно настоящему изобретению, катализатор включает носитель, а также активный компонент, первый компонент - совместно используемый агент и второй компонент - совместно используемый агент, нанесенные на носитель; активный компонент представляет собой один или более элементов из благородных металлов, выбранных из группы, состоящей из оксидов Pt, Pd, Ru, Rh, Ag и Ir; первый компонент - совместно используемый агент включает один или более элементов, выбранных из группы, состоящей из редкоземельного металла, металла группы IVB и металла группы VIII; а второй компонент - совместно используемый агент включает один или более элементов, выбранных из группы, состоящей из щелочного металла и щелочноземельного металла; предпочтительно, первый компонент - совместно используемый агент включает один или более элементов, выбранных из группы, состоящей из металла группы IVB и металла группы VIII, а второй компонент - совместно используемый агент включает щелочной металл; более предпочтительно, первый компонент - совместно используемый агент представляет собой один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из оксида трехвалентного железа, оксида кобальта, оксида никеля и оксида титана, а второй компонент - совместно используемый агент представляет собой оксид натрия; еще более предпочтительно, массовое отношение первого компонента - совместно используемого агента ко второму компоненту - совместно используемому агенту составляет 1:20-220, предпочтительно 1:60-200.According to the present invention, the catalyst includes a carrier, as well as an active component, the first component is a shared agent and the second component is a shared agent deposited on the carrier; the active component is one or more noble metal elements selected from the group consisting of oxides of Pt, Pd, Ru, Rh, Ag and Ir; the first component, the shared agent, comprises one or more elements selected from the group consisting of a rare earth metal, a Group IVB metal, and a Group VIII metal; and the second component - a shared agent includes one or more elements selected from the group consisting of an alkali metal and an alkaline earth metal; preferably, the first component, the shared agent, comprises one or more elements selected from the group consisting of a Group IVB metal and a Group VIII metal, and the second component, the shared agent, comprises an alkali metal; more preferably, the first shared agent component is one or more selected from the group consisting of ferric oxide, cobalt oxide, nickel oxide, and titanium oxide, and the second shared agent component is sodium oxide; even more preferably, the weight ratio of the first component - shared agent to the second component - shared agent is 1:20-220, preferably 1:60-200.

Предпочтительно, активный компонент содержится в количестве 0,1-1 масс. % в пересчете на металлический элемент, первый компонент - совместно используемый агент содержится в количестве 0,1-1 масс. % в пересчете на оксид, а второй компонент - совместно используемый агент содержится в количестве 3-8 масс. % в пересчете на оксид, в расчете на сухую массу катализатора; более предпочтительно, активный компонент содержится в количестве 0,2-0,5 масс. % в пересчете на металлический элемент, первый компонент - совместно используемый агент содержится в количестве 0,1-0,7 масс. % в пересчете на оксид, а второй компонент - совместно используемый агент содержится в количестве 4-6 масс. % в пересчете на оксид, в расчете на сухую массу катализатора.Preferably, the active ingredient is contained in an amount of 0.1-1 wt. % in terms of a metal element, the first component - a shared agent is contained in an amount of 0.1-1 wt. % in terms of oxide, and the second component - a shared agent is contained in an amount of 3-8 wt. % in terms of oxide, based on the dry weight of the catalyst; more preferably, the active ingredient is contained in an amount of 0.2-0.5 wt. % in terms of the metal element, the first component - a shared agent is contained in an amount of 0.1-0.7 wt. % in terms of oxide, and the second component - a shared agent is contained in an amount of 4-6 wt. % in terms of oxide, based on the dry weight of the catalyst.

Предпочтительно, в радиальном направлении от сердцевины носителя к внешней поверхности носителя содержание активного компонента постепенно увеличивается, а затем постепенно уменьшается с образованием распределения в форме пика, содержание первого компонента - совместно используемого агента постепенно увеличивается, а затем постепенно уменьшается с образованием распределения в форме пика, содержание второго компонента - совместно используемого агента постепенно увеличивается, и пиковое значение содержания активного компонента составляет 0,2-0,4 масс. %; более предпочтительно, в радиальном направлении от сердцевины носителя к внешней поверхности носителя содержание активного компонента постепенно увеличивается, а затем постепенно уменьшается с образованием распределения в форме пика, содержание первого компонента - совместно используемого агента постепенно увеличивается, а затем постепенно уменьшается с образованием распределения в форме пика, содержание второго компонента - совместно используемого агента постепенно увеличивается, и пиковое значение содержания активного компонента составляет 0,2-0,35 масс. %; более предпочтительно, в радиальном направлении от сердцевины носителя к внешней поверхности носителя содержание активного компонента постепенно увеличивается, а затем постепенно уменьшается с образованием распределения в форме пика, содержание первого компонента - совместно используемого агента постепенно увеличивается, а затем постепенно уменьшается с образованием распределения в форме пика, содержание второго компонента - совместно используемого агента постепенно увеличивается, и пиковое значение содержания активного компонента составляет 0,2-0,3 масс. %.Preferably, in the radial direction from the core of the carrier to the outer surface of the carrier, the content of the active component gradually increases and then gradually decreases to form a distribution in the form of a peak, the content of the first component - the co-agent gradually increases and then gradually decreases to form a distribution in the form of a peak, the content of the second component - the shared agent gradually increases, and the peak value of the content of the active component is 0.2-0.4 wt. %; more preferably, in the radial direction from the core of the carrier to the outer surface of the carrier, the content of the active component gradually increases and then gradually decreases to form a distribution in the form of a peak, the content of the first component - the co-agent gradually increases and then gradually decreases to form a distribution in the form of a peak , the content of the second component - the shared agent gradually increases, and the peak value of the content of the active component is 0.2-0.35 wt. %; more preferably, in the radial direction from the core of the carrier to the outer surface of the carrier, the content of the active component gradually increases and then gradually decreases to form a distribution in the form of a peak, the content of the first component - the co-agent gradually increases and then gradually decreases to form a distribution in the form of a peak , the content of the second component - the shared agent gradually increases, and the peak value of the content of the active component is 0.2-0.3 wt. %.

В настоящем изобретении носитель может представлять собой вещество или различные вещества, которое (которые) можно использовать в качестве носителя (носителей) катализатора, предпочтительно, чтобы дополнительно уменьшить углеродные отложения, носитель представляет собой один или более носителей, выбранных из группы, состоящей из оксида алюминия, диоксида кремния, диоксида титана, молекулярных сит и углеродных нанотрубок, более предпочтительно, оксид алюминия, диоксид кремния и т.п.In the present invention, the carrier may be a substance or various substances that can be used as catalyst carrier(s), preferably, in order to further reduce carbon deposits, the carrier is one or more carriers selected from the group consisting of alumina , silicon dioxide, titanium dioxide, molecular sieves and carbon nanotubes, more preferably alumina, silicon dioxide, and the like.

Предпочтительно, чтобы дополнительно уменьшить углеродные отложения, катализатор имеет удельную площадь поверхности 100-260 м2/г, более предпочтительно 120-220 м2/г, и объем пор 0,2-0,7 см3/г, более предпочтительно 0,3-0,6 см3/г; мезопоры с размером пор более 2 нм и 50 нм или менее составляют 2-40%, более предпочтительно 5-30% от общего объема пор, а макропоры с размером пор более 50 нм и 200 нм или менее составляют 50-90%, более предпочтительно 60-80% от общего объема пор.Preferably, in order to further reduce carbon deposits, the catalyst has a specific surface area of 100-260 m 2 /g, more preferably 120-220 m 2 /g, and a pore volume of 0.2-0.7 cm 3 /g, more preferably 0. 3-0.6 cm 3 /g; mesopores with a pore size of more than 2 nm and 50 nm or less make up 2-40%, more preferably 5-30% of the total pore volume, and macropores with a pore size of more than 50 nm and 200 nm or less make up 50-90%, more preferably 60-80% of the total pore volume.

Если в настоящем описании не указано иное, удельную площадь поверхности и объем пор измеряют с использованием метода БЭТ (Брунауэра-Эммета-Теллера), а распределение пор определяют с использованием метода BJH (Барретта-Джойнера-Халенды).Unless otherwise stated herein, specific surface area and pore volume are measured using the BET (Brunauer-Emmett-Teller) method, and pore distribution is determined using the BJH (Barrett-Joyner-Halenda) method.

Предпочтительно, для дальнейшего уменьшения углеродных отложений, активный компонент, имеющий дисперсный размер менее 10 нм, содержится в количестве 80 масс. % или более от общего количества активного компонента; более предпочтительно, активный компонент, имеющий дисперсный размер менее 10 нм, содержится в количестве 85 масс. % или более, еще более предпочтительно 90 масс. % или более, еще более предпочтительно 95 масс. % или более от общего количества активного компонента; при этом активный размер и соответствующее содержание измеряют с помощью анализа сканирования STEM (сканирующая просвечивающая электронная микроскопия).Preferably, to further reduce carbon deposits, the active component having a dispersed size of less than 10 nm is contained in an amount of 80 wt. % or more of the total active ingredient; more preferably, the active component having a disperse size of less than 10 nm is contained in an amount of 85 wt. % or more, even more preferably 90 wt. % or more, even more preferably 95 wt. % or more of the total active ingredient; wherein the active size and corresponding content is measured by STEM (scanning transmission electron microscopy) scan analysis.

В качестве способа получения катализатора по настоящему изобретению предпочтительно используют способ пропитки, такой как пропитка до насыщения, пропитка эквивалентным объемом. Последовательность пропитки активным компонентом и компонентами - совместно используемыми агентами конкретно не ограничена, компонентами можно пропитывать и наносить одновременно или пропитывать и наносить по отдельности; в частности, раствор, содержащий активный компонент и компоненты -совместно используемые агенты, может контактировать с носителем с последующим процессом сушки и прокаливания; или раствор, содержащий активный компонент или компонент - совместно используемый агент, может контактировать с носителем с последующим процессом сушки и прокаливания, после чего раствор, содержащий компонент - совместно используемый агент или активный компонент, контактирует с носителем с последующим процессом сушки и прокаливания, в результате чего получают катализатор, содержащий активный компонент и компоненты - совместно используемые агенты. Предпочтительно, температура сушки может составлять 80-150°С, а время может составлять 10-100 мин; температура прокаливания может составлять 500-600°С, а время может составлять 30-300 мин.As the production method of the catalyst of the present invention, an impregnation method such as saturation impregnation, equivalent volume impregnation is preferably used. The sequence of impregnation of the active component and the components - joint agents is not particularly limited, the components can be impregnated and applied simultaneously or impregnated and applied separately; in particular, the solution containing the active ingredient and the co-agent components can be contacted with a carrier followed by a drying and calcination process; or the solution containing the active ingredient or the co-agent component may be contacted with the carrier followed by a drying and calcination process, after which the solution containing the co-agent component or the active ingredient is contacted with the carrier followed by a drying and calcination process, as a result whereby a catalyst is obtained containing an active component and components - shared agents. Preferably, the drying temperature may be 80-150° C. and the time may be 10-100 minutes; the calcination temperature may be 500-600° C. and the time may be 30-300 minutes.

В предпочтительном воплощении настоящего изобретения катализатор получают в соответствии со следующими стадиями.In a preferred embodiment of the present invention, the catalyst is prepared according to the following steps.

1) Осуществление первой пропитки носителя из оксида алюминия эквивалентным объемом водного раствора, содержащего активный ингредиент, при рН 3-4 с последующим проведением первого процесса сушки;1) Carrying out a first impregnation of an alumina carrier with an equivalent volume of an aqueous solution containing the active ingredient at pH 3-4, followed by a first drying process;

2) осуществление второй пропитки оксида алюминия, полученного на стадии (1), эквивалентным объемом водного раствора, содержащего первый компонент - совместно используемый агент, в присутствии органического комплексообразующего агента при рН 8-10 с последующим проведением второго процесса сушки;2) carrying out a second impregnation of the alumina obtained in step (1) with an equivalent volume of an aqueous solution containing the first component - a shared agent, in the presence of an organic complexing agent at pH 8-10, followed by a second drying process;

3) осуществление третьей пропитки носителя из оксида алюминия, полученного на стадии (2), эквивалентным объемом водного раствора, содержащего второй компонент - совместно используемый агент, при рН 9-11 с последующим проведением третьего процесса сушки и прокаливания.3) carrying out a third impregnation of the alumina carrier obtained in step (2) with an equivalent volume of an aqueous solution containing the second component, a shared agent, at pH 9-11, followed by a third drying and calcination process.

Предпочтительно, указанный первый процесс сушки проводят при температуре 70-90°С в течение 100-200 мин.Preferably, said first drying process is carried out at a temperature of 70-90°C for 100-200 minutes.

Предпочтительно, указанный второй процесс сушки проводят при температуре 110-150°С в течение 50-150 мин.Preferably, said second drying process is carried out at a temperature of 110-150°C for 50-150 minutes.

Предпочтительно, указанный третий процесс сушки проводят при температуре 160-190°С в течение 50-150 мин.Preferably, said third drying process is carried out at a temperature of 160-190°C for 50-150 minutes.

Предпочтительно, температура прокаливания составляет 450-550°С, а время прокаливания составляет 2-10 часов.Preferably, the calcination temperature is 450-550° C. and the calcination time is 2-10 hours.

Количество каждого компонента на каждой из вышеуказанных стадий не ограничено особым образом, при условии, что содержание компонентов в полученном катализаторе подпадает в объем настоящего изобретения.The amount of each component in each of the above steps is not particularly limited, as long as the content of the components in the resulting catalyst falls within the scope of the present invention.

Органический комплексообразующий агент может представлять собой, например, один или более агентов, выбираемых из группы, состоящей из этаноламина, диэтаноламина и триэтаноламина.The organic complexing agent may be, for example, one or more agents selected from the group consisting of ethanolamine, diethanolamine and triethanolamine.

Количество органического комплексообразующего агента не ограничено особым образом и может составлять, например, 1-3 масс. % пропиточного раствора.The amount of organic complexing agent is not particularly limited and may be, for example, 1-3 mass. % impregnating solution.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения, предложен способ каталитического окисления-деоксигенирования содержащего ненасыщенный углеводород газа, включающего ненасыщенный углеводород и кислород, способ включает приведение содержащего ненасыщенный углеводород газа в контакт с катализатором и осуществление процесса каталитического окисления для удаления кислорода из содержащего ненасыщенный углеводород газа; где катализатор представляет собой указанный катализатор по настоящему изобретению, условия приведения в контакт включают то, что содержащий ненасыщенный углеводород газ имеет часовую объемную скорость 200-50000 ч-1, давление 0,01-20 МПа, линейную скорость 0,02-10 м/с, а произведение давления на линейную скорость составляет 0,1-5 МПа⋅м/с.According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for catalytically oxidizing-deoxygenating an unsaturated hydrocarbon-containing gas comprising an unsaturated hydrocarbon and oxygen, the method comprising contacting the unsaturated hydrocarbon-containing gas with a catalyst and performing a catalytic oxidation process to remove oxygen from the unsaturated hydrocarbon-containing gas; where the catalyst is said catalyst of the present invention, the contacting conditions include that the unsaturated hydrocarbon-containing gas has an hourly space velocity of 200-50,000 h -1 , a pressure of 0.01-20 MPa, a linear velocity of 0.02-10 m/ s, and the product of pressure and linear velocity is 0.1-5 MPa⋅m/s.

Предпочтительно, условия приведения в контакт включают то, что содержащий ненасыщенный углеводород имеет часовую объемную скорость 200-20000 ч-1, давление 0,1-20 МПа, линейную скорость 0,02-10 м/с, а произведение давления на линейную скорость составляет 0,1-5 МПа⋅м/с.Preferably, the contacting conditions include that the unsaturated hydrocarbon containing has an hourly space velocity of 200-20000 h -1 , a pressure of 0.1-20 MPa, a linear velocity of 0.02-10 m/s, and the product of pressure and linear velocity is 0.1-5 MPa⋅m/s.

Более предпочтительно, содержащий ненасыщенный углеводород газ имеет часовую объемную скорость 500-20000 ч-1, давление 0,4-10 МПа, линейную скорость 0,02-5 м/с, а произведение давления на линейную скорость составляет 0,2-5 МПа⋅м/с.More preferably, the unsaturated hydrocarbon-containing gas has an hourly space velocity of 500-20,000 h -1 , a pressure of 0.4-10 MPa, a linear velocity of 0.02-5 m/s, and a product of pressure and linear velocity of 0.2-5 MPa ⋅m/s.

Более предпочтительно, содержащий ненасыщенный углеводород газ имеет часовую объемную скорость 500-10000 ч-1, давление 0,4-10 МПа, линейную скорость 0,02-5 м/с, а произведение давления на линейную скорость составляет 0,2-5 МПа⋅м/с.More preferably, the unsaturated hydrocarbon-containing gas has an hourly space velocity of 500-10,000 h -1 , a pressure of 0.4-10 MPa, a linear velocity of 0.02-5 m/s, and a product of pressure and linear velocity of 0.2-5 MPa ⋅m/s.

Еще более предпочтительно, содержащий ненасыщенный углеводород газ имеет часовую объемную скорость 500-10000 ч-1, давление 0,4-10 МПа, линейную скорость 0,02-5 м/с, а произведение давления на линейную скорость составляет 0,2-2 МПа⋅м/с.Even more preferably, the unsaturated hydrocarbon-containing gas has an hourly space velocity of 500-10000 h -1 , a pressure of 0.4-10 MPa, a linear velocity of 0.02-5 m/s, and a pressure-linear velocity product of 0.2-2 MPa⋅m/s.

В настоящем описании линейная скорость содержащего ненасыщенный углеводород газа относится к расходу газа в м/с и получена путем деления расхода (м3/с) на площадь поперечного сечения (м2).In the present specification, the linear velocity of an unsaturated hydrocarbon-containing gas refers to the gas flow rate in m/s and is obtained by dividing the flow rate (m 3 /s) by the cross-sectional area (m 2 ).

В соответствии с настоящим изобретением, ненасыщенные углеводороды представляют собой ненасыщенные углеводороды с количеством атомов углерода С4 или менее, предпочтительно, один или более ненасыщенных углеводородов, выбранных из группы, состоящей из этилена, пропилена, 1-бутена, 2-бутена, изобутилена, 1,3-бутадиена, ацетилена, пропина, 1-бутана и 2-бутина.In accordance with the present invention, unsaturated hydrocarbons are unsaturated hydrocarbons with C4 carbon atoms or less, preferably one or more unsaturated hydrocarbons selected from the group consisting of ethylene, propylene, 1-butene, 2-butene, isobutylene, 1, 3-butadiene, acetylene, propyne, 1-butane and 2-butyne.

В настоящем изобретении содержащий ненасыщенный углеводород газ может содержать ненасыщенный углеводород и кислород, предпочтительно, в объемных процентах концентрации, содержащий ненасыщенный углеводород газ включает 0,2-8% кислорода и 5-99% ненасыщенного углеводорода; более предпочтительно, содержащий ненасыщенный углеводород газ содержит 0,5-5% кислорода, 20-95% ненасыщенного углеводорода, а остальное составляют насыщенные углеводороды или другие инертные газы, которые не оказывают значительного неблагоприятного воздействия на реакцию каталитического окисления, такие как газообразный азот, диоксид углерода, газообразный водород и другие органические газы. После обработки каталитическим деоксигенированием по настоящему изобретению газовая фаза, полученная в результате разделения газа и жидкости, содержит газообразный кислород при объемной процентной концентрации менее 0,2%, селективность по СО составляет менее 0,5%, а селективность по СО2 составляет более 98%. Способ по настоящему изобретению особенно подходит для обработки пропиленового остаточного газа из устройства для получения эпоксипропана, такого как пропиленовый остаточный газ из устройства для получения эпоксипропана хлоргидриновым способом и/или устройства для получения эпоксипропана с использованием процесса с перекисью водорода.In the present invention, the unsaturated hydrocarbon-containing gas may contain unsaturated hydrocarbon and oxygen, preferably in volume percent concentration, the unsaturated hydrocarbon-containing gas comprises 0.2-8% oxygen and 5-99% unsaturated hydrocarbon; more preferably, the unsaturated hydrocarbon-containing gas contains 0.5-5% oxygen, 20-95% unsaturated hydrocarbon, and the rest is saturated hydrocarbons or other inert gases that do not significantly adversely affect the catalytic oxidation reaction, such as nitrogen gas, dioxide carbon, hydrogen gas and other organic gases. After the catalytic deoxygenation treatment of the present invention, the gas phase obtained from gas-liquid separation contains oxygen gas at a volume percentage concentration of less than 0.2%, CO selectivity is less than 0.5%, and CO 2 selectivity is more than 98%. . The method of the present invention is particularly suitable for treating propylene tail gas from an epoxy propane machine, such as propylene tail gas from a chlorohydrin epoxy propane machine and/or an epoxy propane machine using a hydrogen peroxide process.

Согласно настоящему изобретению, катализатор обеспечивает возможность реакции окисления ненасыщенного углеводорода в содержащем ненасыщенный углеводород газе газообразным кислородом для достижения цели удаления кислорода. Предпочтительно, ненасыщенный углеводород полностью окисляется по формуле реакции: СХНУ2 → СО22О, где CxHy представляет собой ненасыщенный углеводород.According to the present invention, the catalyst enables the oxidation reaction of an unsaturated hydrocarbon in an unsaturated hydrocarbon-containing gas with oxygen gas to achieve the purpose of removing oxygen. Preferably, the unsaturated hydrocarbon is completely oxidized according to the reaction formula: C X H Y +O 2 → CO 2 +H 2 O, where C x H y is an unsaturated hydrocarbon.

При использовании катализатора по настоящему изобретению большая часть газообразного кислорода может осуществить полную реакцию окисления с ненасыщенными углеводородами, тем самым производя желаемые эффекты деоксигенирования и предотвращая углеродные отложения.By using the catalyst of the present invention, most of the oxygen gas can carry out a complete oxidation reaction with unsaturated hydrocarbons, thereby producing the desired deoxygenation effects and preventing carbon deposits.

Что касается условий способа каталитического окисления-деоксигенирования по настоящему изобретению, предпочтительно, температура на входе в реактор составляет 60-400°С, температура на выходе из реактора составляет 100-600°С; более предпочтительно, температура на входе в реактор составляет 100-380°С, температура на выходе из реактора составляет 150-550°С. При этом температура на выходе из реактора обычно на 50-270°С, предпочтительно на 80-200°С, выше, чем температура на входе в реактор. Путем проведения каталитической реакции окисления-деоксигенирования в вышеуказанных условиях эффективность деоксигенирования может быть дополнительно улучшена. Предпочтительно, реакцию каталитического окисления проводят в реакторе с неподвижным слоем, более предпочтительно, в адиабатическом реакторе с неподвижным слоем.With regard to the conditions of the catalytic oxidation-deoxygenation process of the present invention, preferably, the reactor inlet temperature is 60-400°C, the reactor outlet temperature is 100-600°C; more preferably, the reactor inlet temperature is 100-380°C, the reactor outlet temperature is 150-550°C. The temperature at the outlet of the reactor is usually 50-270°C, preferably 80-200°C, higher than the temperature at the inlet to the reactor. By carrying out the catalytic oxidation-deoxygenation reaction under the above conditions, the deoxygenation efficiency can be further improved. Preferably, the catalytic oxidation reaction is carried out in a fixed bed reactor, more preferably in an adiabatic fixed bed reactor.

В соответствии с настоящим изобретением, предпочтительно, способ дополнительно включает следующие стадии:In accordance with the present invention, preferably, the method further comprises the following steps:

(1) понижение температуры газа, полученного в результате реакции каталитического окисления, и осуществление разделения газа и жидкости;(1) lowering the temperature of the gas obtained from the catalytic oxidation reaction and performing gas-liquid separation;

(2) отделение газовой фазы, полученной в результате разделения газа и жидкости, для получения по меньшей мере части ненасыщенных углеводородов.(2) separating the gas phase resulting from the separation of gas and liquid to obtain at least a portion of unsaturated hydrocarbons.

Подвергая газы, полученные в результате реакции каталитического окисления, вышеуказанным операциям, можно извлекать чистые ненасыщенные углеводороды.By subjecting the gases resulting from the catalytic oxidation reaction to the above operations, pure unsaturated hydrocarbons can be recovered.

В соответствии с настоящим изобретением, чтобы полностью утилизировать тепло, генерируемое реакцией каталитического окисления, предпочтительно, способ дополнительно включает перед каталитическим окислением осуществление теплообмена между содержащим ненасыщенный углеводород газом и газом, полученным в результате реакции каталитического окисления. Кроме того, для обеспечения эффекта разделения газа и жидкости, более предпочтительно охлаждать газ, полученный в результате реакции каталитического окисления, до температуры ниже 40°С (например, 20-30°С), а затем осуществлять разделение газа и жидкости.According to the present invention, in order to fully utilize the heat generated by the catalytic oxidation reaction, preferably, the method further comprises exchanging heat between the unsaturated hydrocarbon-containing gas and the gas produced by the catalytic oxidation reaction before the catalytic oxidation. In addition, in order to achieve the gas-liquid separation effect, it is more preferable to cool the gas obtained by the catalytic oxidation reaction to a temperature below 40°C (for example, 20 to 30°C), and then carry out the gas-liquid separation.

В соответствии с другим воплощением настоящего изобретения, способ каталитического окисления-деоксигенирования содержащего ненасыщенный углеводород газа, обеспечиваемый настоящим изобретением, дополнительно включает стадию контроля безопасности, включающую стадию блокировки - запуска аварийного сигнала, при этом стадия блокировки - запуска аварийного сигнала включает определение того, достигают ли температура на входе в реактор, температура на выходе из реактора, содержание кислорода в подаваемом газе, содержание кислорода в остаточном газе соответствующего аварийного значения или блокировочного значения, и осуществление следующего управления аварийной блокировкой.According to another embodiment of the present invention, the method for catalytic oxidation-deoxygenation of an unsaturated hydrocarbon-containing gas provided by the present invention further includes a safety monitoring step including a lock-out alarm step, wherein the lock-out alarm trigger step includes determining whether the reactor inlet temperature, the reactor outlet temperature, the oxygen content of the feed gas, the oxygen content of the residual gas of the corresponding alarm value or blocking value, and the implementation of the following emergency blocking control.

Стадия блокировки - запуска аварийного сигнала включает: (1) установку нижнего аварийного значения температуры на входе в реактор, включение питания нагревательного блока 2 после аварийного сигнала; установку нижнего блокировочного значения температуры на входе в реактор, закрытие входного запорного клапана и сброс газа в факел после блокировки-запуска; (2) установку верхнего аварийного значения температуры на выходе из реактора, снижение мощности нагревательного блока 2 и увеличение объема циркуляции газа после аварийного сигнала; установку верхнего блокировочного значения температуры на выходе из реактора, прекращение подачи реакционной смеси, увеличение холодопроизводительности системы охлаждения реактора, заполнение реактора газообразным азотом для разбавления и охлаждения газа после блокировки-запуска; (3) установку верхнего аварийного значения содержания кислорода в подаваемом газе, регулировку объема циркулирующего газа после аварийного сигнала; установку верхнего блокировочного значения содержания кислорода в подаваемом газе, заполнение реактора газообразным азотом для разбавления содержания кислорода до безопасного уровня и последующее выполнение реакции деоксигенирования после блокировки-запуска, и (4) установку верхнего аварийного значения содержания кислорода в остаточном газе после процесса деоксигенирования, регулировку температуры на входе в реактор после аварийного сигнала.The stage of blocking - triggering the alarm includes: (1) setting the lower alarm value of the temperature at the inlet to the reactor, turning on the power of the heating block 2 after the alarm; setting the lower blocking temperature value at the inlet to the reactor, closing the inlet shut-off valve and venting gas into the flare after blocking-startup; (2) setting an upper reactor outlet temperature alarm, reducing the power of the heating unit 2 and increasing the volume of gas circulation after the alarm; setting the upper blocking temperature at the reactor outlet, stopping the supply of the reaction mixture, increasing the cooling capacity of the reactor cooling system, filling the reactor with nitrogen gas to dilute and cool the gas after blocking-startup; (3) setting the upper alarm value of the oxygen content in the supply gas, adjusting the volume of circulating gas after the alarm; setting an upper lockout value for the oxygen content of the feed gas, filling the reactor with nitrogen gas to dilute the oxygen content to a safe level, and then performing the deoxygenation reaction after the block-start, and (4) setting an upper alarm value for the oxygen content in the residual gas after the deoxygenation process, adjusting the temperature at the reactor inlet after the alarm.

Предпочтительно, нижнее аварийное значение температуры на входе в реактор составляет 60-90°С, нижнее блокировочное значение температуры на входе в реактор составляет 40-60°С, верхнее аварийное значение температуры на выходе из реактора составляет 580-610°С, верхнее блокировочное значение температуры на выходе из реактора составляет 610-650°С, верхнее аварийное значение содержания кислорода в подаваемом газе составляет 7,5-8,5 об. %, верхнее блокировочное значение содержания кислорода в подаваемом газе составляет 8,5-10 об. %, а верхнее аварийное значение содержания кислорода в остаточном газе составляет 0,2-0,3 об. %. В частности, нижнее аварийное значение температуры на входе в реактор может составлять 80°С, нижнее блокировочное значение температуры на входе в реактор может составлять 50°С, верхнее аварийное значение температуры на выходе из реактора может составлять 600°С, верхнее блокировочное значение температуры на выходе из реактора может составлять 630°С, верхнее аварийное значение содержания кислорода в подаваемом газе может составлять 8 об. %, верхнее блокировочное значение содержания кислорода в подаваемом газе может составлять 9 об. %, а верхнее аварийное значение содержания кислорода в остаточном газе может составлять 0,25 об. %.Preferably, the lower reactor inlet temperature alarm value is 60-90°C, the lower reactor inlet temperature shutdown value is 40-60°C, the reactor outlet upper temperature alarm value is 580-610°C, the upper reactor temperature at the outlet of the reactor is 610-650°C, the upper emergency value of the oxygen content in the feed gas is 7.5-8.5 vol. %, the upper blocking value of the oxygen content in the supplied gas is 8.5-10 vol. %, and the upper emergency value of the oxygen content in the residual gas is 0.2-0.3 vol. %. In particular, the lower reactor inlet temperature alarm value may be 80°С, the reactor inlet lower temperature shutdown value may be 50°С, the reactor outlet temperature upper alarm value may be 600°С, the the outlet of the reactor can be 630°C, the upper emergency value of the oxygen content in the feed gas can be 8 vol. %, the upper blocking value of the oxygen content in the supplied gas can be 9 vol. %, and the upper emergency value of the oxygen content in the residual gas can be 0.25 vol. %.

В настоящем изобретении также предложена установка для каталитического окисления-деоксигенирования содержащего ненасыщенный углеводород газа, включающая теплообменный блок, нагревательный блок, блок реакции деоксигенирования, блок снижения температуры, блок разделения газа и жидкости и блок отделения углеводородов; при этом теплообменный блок используют для осуществления теплообмена между содержащим ненасыщенный углеводород газом и газом, обработанным в блоке реакции деоксигенирования, с целью нагревания содержащего ненасыщенный углеводород газа при охлаждении газа, обработанного в блоке реакции деоксигенирования; нагревательный блок служит для дополнительного нагревания содержащего ненасыщенный углеводород газа, подвергнутого теплообмену в теплообменном блоке; блок реакции деоксигенирования используют для каталитического окисления содержащего ненасыщенный углеводород газа, полученного из нагревательного блока, для удаления кислорода из содержащего ненасыщенный углеводород газа; блок снижения температуры соединен с теплообменный блоком для дополнительного охлаждения газа, обработанного в блоке реакции деоксигенирования; блок разделения газа и жидкости служит для разделения газовой и жидкой фаз, охлажденных в блоке снижения температуры; блок отделения углеводородов используют для выделения по меньшей мере части пропилена из газовой фазы, полученной в блоке разделения газа и жидкости.The present invention also provides a plant for catalytic oxidation-deoxygenation of an unsaturated hydrocarbon-containing gas, including a heat exchange unit, a heating unit, a deoxygenation reaction unit, a temperature reduction unit, a gas-liquid separation unit, and a hydrocarbon separation unit; wherein the heat exchange unit is used for exchanging heat between the unsaturated hydrocarbon-containing gas and the gas treated in the deoxygenation reaction unit to heat the unsaturated hydrocarbon-containing gas while cooling the gas treated in the deoxygenation reaction unit; the heating unit is used to additionally heat the unsaturated hydrocarbon-containing gas subjected to heat exchange in the heat exchange unit; the deoxygenation reaction unit is used for catalytically oxidizing the unsaturated hydrocarbon-containing gas obtained from the heating unit to remove oxygen from the unsaturated hydrocarbon-containing gas; the temperature reduction unit is connected to the heat exchange unit for additional cooling of the gas treated in the deoxygenation reaction unit; the gas-liquid separation unit serves to separate the gas and liquid phases cooled in the temperature reduction unit; the hydrocarbon separation unit is used to separate at least part of the propylene from the gas phase obtained in the gas-liquid separation unit.

В предпочтительном воплощении настоящего изобретения устройство для каталитического окисления-деоксигенирования показано на фиг. 1; устройство включает теплообменный блок 1, нагревательный блок 2, блок 3 реакции деоксигенирования, блок 4 снижения температуры, блок 5 разделения газа и жидкости и блок отделения углеводородов; при этом теплообменный блок 1 используют для осуществления теплообмена между содержащим ненасыщенный углеводород газом А и газом, обработанным в блоке 3 реакции деоксигенирования (также называемым «деоксигенированным газом В»), чтобы нагреть содержащий ненасыщенный углеводород газ А при охлаждении деоксигенированного газа В; нагревательный блок 2 используют для дополнительного нагрева содержащего ненасыщенный углеводород газа, подвергнутого теплообмену в теплообменном блоке 1; блок 3 реакции деоксигенирования используют для каталитического окисления содержащего ненасыщенный углеводород газа, выходящего из нагревательного блока 2, для удаления кислорода из содержащего ненасыщенный углеводород газа; блок 4 снижения температуры соединен с теплообменным блоком 1 для дополнительного охлаждения деоксигенированного газа В, подвергнутого теплообмену в теплообменном блоке 1; блок 5 разделения газа и жидкости служит для отделения жидкой фазы от газовой фазы, которая охлаждена в блоке 4 снижения температуры; а блок отделения углеводородов используют для отделения по меньшей мере части углеводородов из газовой фазы, получаемой из блока разделения газа и жидкости.In a preferred embodiment of the present invention, the catalytic oxidation-deoxygenation apparatus is shown in FIG. 1; the device includes a heat exchange unit 1, a heating unit 2, a deoxygenation reaction unit 3, a temperature reduction unit 4, a gas-liquid separation unit 5, and a hydrocarbon separation unit; wherein the heat exchange unit 1 is used to perform heat exchange between the unsaturated hydrocarbon-containing gas A and the gas treated in the deoxygenation reaction unit 3 (also referred to as "deoxygenated gas B") to heat the unsaturated hydrocarbon-containing gas A while cooling the deoxygenated gas B; the heating unit 2 is used for additional heating of the gas containing unsaturated hydrocarbon subjected to heat exchange in the heat exchange unit 1; the deoxygenation reaction unit 3 is used for catalytically oxidizing the unsaturated hydrocarbon-containing gas exiting the heating unit 2 to remove oxygen from the unsaturated hydrocarbon-containing gas; the temperature reduction unit 4 is connected to the heat exchange unit 1 for additional cooling of the deoxygenated gas B heat exchanged in the heat exchange unit 1; the gas-liquid separation unit 5 serves to separate the liquid phase from the gas phase, which is cooled in the temperature reduction unit 4; and the hydrocarbon separation unit is used to separate at least a portion of the hydrocarbons from the gas phase obtained from the gas-liquid separation unit.

В настоящем изобретении жидкую фазу, отделенную в блоке 5 разделения газа и жидкости, рассматривают как отработанную текучую среду С; полученную газовую фазу используют для отделения углеводородов и подвергают разделению в блоке отделения углеводородов с получением ненасыщенных углеводородов Е и неконденсируемого газа D.In the present invention, the liquid phase separated in the gas-liquid separation unit 5 is considered as waste fluid C; the resulting gas phase is used to separate hydrocarbons and subjected to separation in a hydrocarbon separation unit to obtain unsaturated hydrocarbons E and non-condensable gas D.

В соответствии с настоящим изобретением, теплообменный блок 1 соединен с нагревательным блоком 2 для теплообмена между содержащим ненасыщенный углеводород газом А и деоксигенированным газом В, подаваемым в теплообменный блок 1; при теплообмене содержащий ненасыщенный углеводород газ нагревают для ускорения каталитического окисления, в то время как деоксигенированный газ В охлаждают для облегчения разделения газа и жидкости.According to the present invention, the heat exchange unit 1 is connected to the heating unit 2 for heat exchange between the unsaturated hydrocarbon-containing gas A and the deoxygenated gas B supplied to the heat exchange unit 1; in heat exchange, the unsaturated hydrocarbon-containing gas is heated to promote catalytic oxidation, while the deoxygenated gas B is cooled to facilitate gas-liquid separation.

Настоящее изобретение не накладывает конкретных ограничений на теплообменный блок 1, при условии, что может быть достигнут эффект теплообмена, теплообменный блок 1 может быть доступным теплообменником, который можно использовать для теплообмена газа. Например, можно использовать теплообменник рубашечного типа, пластинчатый теплообменник, кожухотрубный теплообменник.The present invention does not specifically limit the heat exchange unit 1, as long as the heat exchange effect can be achieved, the heat exchange unit 1 can be an available heat exchanger that can be used for gas heat exchange. For example, a jacket type heat exchanger, a plate heat exchanger, a shell and tube heat exchanger can be used.

Настоящее изобретение не накладывает особых ограничений на нагревательный блок 2, при условии, что он способен нагревать содержащий ненасыщенный углеводород газ А до требуемой температуры, это может быть доступный нагреватель, служащий для нагрева газа, такой как электрический нагреватель, солнечный нагреватель. Нагревательный блок 2 можно включать или выключать по мере необходимости, и нагревательный блок 2 можно не включать, если после достижения стационарного состояния тепло, генерируемое реакцией в блоке 3 реакции деоксигенирования, может обеспечивать возможность достижения газом после теплообмена в теплообменном блоке 1 температуры, необходимой для реакции.The present invention does not particularly limit the heating unit 2, as long as it is capable of heating the unsaturated hydrocarbon-containing gas A to a desired temperature, it may be an available gas heating heater such as an electric heater, a solar heater. The heating unit 2 may be turned on or off as needed, and the heating unit 2 may not be turned on if, after reaching a steady state, the heat generated by the reaction in the deoxygenation reaction unit 3 can enable the post-heat exchange gas in the heat exchange unit 1 to reach the temperature required for the reaction. .

В соответствии с настоящим изобретением, блок 3 реакции деоксигенирования используют для каталитического окисления содержащего ненасыщенный углеводород газа с целью удаления кислорода из содержащего ненасыщенный углеводород газа с получением деоксигенированного газа В. Блок 3 реакции деоксигенирования может представлять собой доступный реактор деоксигенирования, который можно использовать для каталитического окисления газообразного углеводорода, предпочтительно, адиабатический реактор с неподвижным слоем.According to the present invention, the deoxygenation reaction unit 3 is used for the catalytic oxidation of an unsaturated hydrocarbon-containing gas to remove oxygen from the unsaturated hydrocarbon-containing gas to obtain deoxygenated gas B. The deoxygenation reaction unit 3 may be an accessible deoxygenation reactor that can be used for catalytic oxidation gaseous hydrocarbon, preferably an adiabatic fixed bed reactor.

Согласно настоящему изобретению, блок 3 реакции деоксигенирования, теплообменный блок 1 и блок 4 снижения температуры соединены последовательно, так что теплообменный блок 1 способен осуществлять обмен тепла деоксигенированного газа В с содержащим ненасыщенный углеводород газом А, охлаждая деоксигенированный газ В для облегчения следующей стадии разделения газа и жидкости, и достаточно утилизируя тепло деоксигенированного газа В для предварительного нагревания содержащего ненасыщенный углеводород газа А для ускорения каталитической реакции деоксигенирования.According to the present invention, the deoxygenation reaction unit 3, the heat exchange unit 1 and the temperature reduction unit 4 are connected in series, so that the heat exchange unit 1 is capable of exchanging the heat of the deoxygenated gas B with the gas A containing unsaturated hydrocarbon, cooling the deoxygenated gas B to facilitate the next step of gas separation and liquid, and sufficiently utilizing the heat of the deoxygenated gas B to preheat the unsaturated hydrocarbon-containing gas A to accelerate the catalytic deoxygenation reaction.

Блок 4 снижения температуры не ограничен особым образом в настоящем изобретении, при условии, что он может дополнительно охлаждать деоксигенированный газ В до требуемой температуры; он может представлять собой доступный конденсатор или теплообменник, который можно использовать для охлаждения газа, например, воздушный конденсатор.The temperature reducing unit 4 is not particularly limited in the present invention, as long as it can further cool the deoxygenated gas B to a desired temperature; it can be an available condenser or a heat exchanger that can be used to cool the gas, such as an air condenser.

Блок 5 разделения газа и жидкости не ограничен особым образом в настоящем изобретении, при условии, что он может выполнять разделение газовой фазы и жидкой фазы, полученных путем охлаждения в блоке 4 снижения температуры; он может представлять собой доступную емкость для разделения газа и жидкости. Блок 5 разделения газа и жидкости, в частности, может выполнять разделение с помощью перегородки, центробежное разделение, разделение с помощью насадки, разделение на сите, разделение на микропористом фильтре и т.п.The gas-liquid separation unit 5 is not particularly limited in the present invention, as long as it can perform separation of the gas phase and the liquid phase obtained by cooling in the temperature reduction unit 4; it can be an accessible container for separating gas and liquid. The gas-liquid separation unit 5 can specifically perform baffle separation, centrifugal separation, packing separation, sieve separation, microporous filter separation, and the like.

Настоящее изобретение не накладывает особого ограничения на блок отделения углеводородов, при условии, что он может отделять по меньшей мере часть ненасыщенных углеводородов от газовой фазы, полученной в блоке разделения газа и жидкости, предпочтительно полностью отделять ненасыщенные углеводороды. Предпочтительный блок отделения углеводородов может включать компрессор 6 и колонну 7 для отделения неконденсируемого газа, при этом компрессор 6 используют для сжатия газовой фазы, полученной из блока разделения газа и жидкости, так что содержащиеся в ней ненасыщенные углеводороды сжижаются; колонну 7 для отделения неконденсируемого газа используют для отделения ненасыщенных углеводородов в сжатой газовой фазе, в частности, для разделения сжатой жидкой фазы и газовой фазы с получением, таким образом, жидких ненасыщенных углеводородов Е и неконденсируемого газа D, соответственно.The present invention does not particularly limit the hydrocarbon separating unit, as long as it can separate at least a portion of unsaturated hydrocarbons from the gas phase obtained in the gas-liquid separation unit, preferably completely separating unsaturated hydrocarbons. The preferred hydrocarbon separation unit may include a compressor 6 and a non-condensable gas separation column 7, wherein the compressor 6 is used to compress the gas phase obtained from the gas-liquid separation unit so that the unsaturated hydrocarbons contained therein are liquefied; the non-condensable gas separation column 7 is used for separating unsaturated hydrocarbons in a compressed gas phase, in particular, for separating a compressed liquid phase and a gas phase, thereby obtaining liquid unsaturated hydrocarbons E and non-condensable gas D, respectively.

Предпочтительно, чтобы облегчить обнаружение эффекта удаления кислорода, устройство для осуществления реакции деоксигенирования по настоящему изобретению дополнительно снабжено блоком анализа остаточного кислорода (OA) для контроля содержания кислорода в газовой фазе, полученной из блока 5 разделения газа и жидкости. Блок анализа остаточного кислорода может быть расположен в трубопроводе, соединяющем блок 5 разделения газа и жидкости и блок отделения углеводородов. Кроме того, предпочтительно, устройство по настоящему изобретению дополнительно содержит блок анализа подаваемого газа для контроля содержания кислорода в газе, подаваемом в блок 3 реакции деоксигенирования, который может быть расположен в магистральном трубопроводе, подающем содержащий ненасыщенный углеводород газ.Preferably, in order to facilitate detection of the oxygen removal effect, the deoxygenation reaction apparatus of the present invention is further provided with a residual oxygen analysis (OA) unit for monitoring the oxygen content of the gas phase obtained from the gas-liquid separation unit 5. The residual oxygen analysis unit may be located in the pipeline connecting the gas-liquid separation unit 5 and the hydrocarbon separation unit. Moreover, preferably, the apparatus of the present invention further comprises a feed gas analysis unit for monitoring the oxygen content of the gas supplied to the deoxygenation reaction unit 3, which may be located in the main pipeline supplying the unsaturated hydrocarbon-containing gas.

В настоящем изобретении блок анализа остаточного кислорода и блок анализа подаваемого газа могут быть аналитическими измерительными устройствами, способными определять концентрацию кислорода, в уровне техники, такими как магнитный анализатор кислорода, электрохимический спектрометр для определения кислорода, газовая хроматография, лазерный спектрометр для определения кислорода, спектрометр на диоксиде циркония для определения кислорода, спектрометры на оксиде кобальта для определения кислорода.In the present invention, the residual oxygen analysis unit and the feed gas analysis unit may be analytical measuring devices capable of detecting oxygen concentration in the prior art, such as a magnetic oxygen analyzer, an electrochemical spectrometer for oxygen determination, gas chromatography, a laser spectrometer for oxygen determination, a spectrometer at zirconium dioxide for oxygen determination, cobalt oxide spectrometers for oxygen determination.

В соответствии с настоящим изобретением, для дополнительного снижения содержания кислорода в остаточном газе по меньшей мере часть газовой фазы, отделенной от газожидкостной смеси, предпочтительно ре циркулируют, когда содержание кислорода в газовой фазе, отделенной от газожидкостной смеси, является высоким, а более предпочтительно, способ дополнительно включает рециркуляцию по меньшей мере части газовой фазы, отделенной от газожидкостной смеси, с содержащим ненасыщенный углеводород газом, когда содержание кислорода в остаточном газе в газовой фазе, отделенной при разделении газа и жидкости, больше или равно 0,15%.According to the present invention, in order to further reduce the oxygen content of the tail gas, at least a portion of the gas phase separated from the gas-liquid mixture is preferably recirculated when the oxygen content of the gas phase separated from the gas-liquid mixture is high, and more preferably, the method further includes recirculating at least a portion of the gas phase separated from the gas-liquid mixture with an unsaturated hydrocarbon-containing gas when the oxygen content of the residual gas in the gas phase separated from the gas-liquid separation is greater than or equal to 0.15%.

Для осуществления вышеуказанной циркуляции устройство для осуществления реакции деоксигенирования по настоящему изобретению дополнительно снабжено циркуляционным ответвленным трубопроводом, соединенным с входной трубой для содержащего ненасыщенный углеводород газа; циркуляционный ответвленный трубопровод служит для возврата газовой фазы, полученной из блока 5 разделения газа и жидкости, во входную трубу для содержащего ненасыщенный углеводород газа, расположенную выше по потоку от теплообменного блока 1. Циркуляционный ответвленный трубопровод предпочтительно расположен в трубопроводе, соединяющем блок 5 разделения газа и жидкости и блок отделения углеводородов, более предпочтительно, расположен ниже по потоку от блока анализа остаточного кислорода. Циркуляционный ответвленный трубопровод дополнительно предпочтительно снабжен регулирующим циркуляцию клапаном, служащим для регулирования объема циркуляции газовой фазы, получаемой из блока 5 разделения газа и жидкости. Кроме того, циркуляционный ответвленный трубопровод может быть снабжен нагнетательным устройством (например, вентилятор Рутса, компрессор, вытяжной вентилятор) при необходимости. Путем циркуляции по меньшей мере части газовой фазы, полученной из блока 5 разделения газа и жидкости, можно эффективно гарантировать, что степень удаления кислорода из устройства для осуществления реакции деоксигенирования достигает требуемого значения.In order to carry out the above circulation, the apparatus for carrying out the deoxygenation reaction of the present invention is further provided with a circulation branch pipe connected to an inlet pipe for an unsaturated hydrocarbon-containing gas; the circulation branch pipe serves to return the gas phase obtained from the gas-liquid separation unit 5 to the inlet pipe for the gas containing unsaturated hydrocarbon located upstream of the heat exchange unit 1. The circulation branch pipeline is preferably located in the pipeline connecting the gas separation unit 5 and liquid and the hydrocarbon separation unit is more preferably located downstream of the residual oxygen analysis unit. The circulation branch pipe is additionally preferably provided with a circulation control valve for controlling the circulation volume of the gaseous phase obtained from the gas-liquid separation unit 5 . In addition, the circulation branch pipe can be provided with a blower (eg Roots fan, compressor, exhaust fan) if necessary. By circulating at least a portion of the gas phase obtained from the gas-liquid separation unit 5, it can be effectively ensured that the oxygen removal rate of the deoxygenation reaction apparatus reaches a desired value.

Предпочтительно, настоящее изобретение дополнительно предусматривает датчик температуры на входе, датчик температуры на выходе, датчик содержания кислорода в подаваемом газе и датчик содержания кислорода в остаточном газе, которые определяют содержание кислорода в подаваемом газе, содержание кислорода в остаточном газе, температуру на входе в реактор, температуру на выходе из реактора, соответственно.Preferably, the present invention further provides an inlet temperature sensor, an outlet temperature sensor, a feed gas oxygen sensor, and a tail gas oxygen sensor, which detect the feed gas oxygen content, the tail gas oxygen content, the reactor inlet temperature, temperature at the outlet of the reactor, respectively.

В соответствии с настоящим изобретением, предпочтительно, на входной трубе для подачи содержащего ненасыщенный углеводород газа в теплообменный блок 1 предусмотрен входной регулирующий клапан, чтобы регулировать скорость подачи содержащего ненасыщенный углеводород газа; на входном ответвленном трубопроводе предусмотрен выпускной регулирующий клапан для регулирования количества выпускаемого содержащего ненасыщенный углеводород газа; а на циркуляционном ответвленном трубопроводе предусмотрен регулирующий циркуляцию клапан для регулирования количества циркулирующего газа, получаемого из блока 5 разделения газа и жидкости.According to the present invention, preferably, an inlet control valve is provided on the inlet pipe for supplying the gas containing unsaturated hydrocarbon to the heat exchange unit 1 to control the supply rate of the gas containing unsaturated hydrocarbon; an outlet control valve is provided on the inlet branch pipe to control the amount of discharged gas containing unsaturated hydrocarbon; and a circulation control valve is provided on the circulation branch pipe to control the amount of circulation gas obtained from the gas-liquid separation unit 5.

Кроме того, предпочтительно, способ также включает отвод по меньшей мере части содержащего ненасыщенный углеводород газа в систему выброса горючих газов, причем отвод содержащего ненасыщенный углеводород газа в систему выброса горючих газов может осуществляться через входной ответвленный трубопровод. Входной ответвленный трубопровод может быть расположен на входной трубе, направляющей содержащий ненасыщенный углеводород газ в теплообменный блок 1.Further preferably, the method also includes diverting at least a portion of the unsaturated hydrocarbon-containing gas to the combustible gas discharge system, wherein the unsaturated hydrocarbon-containing gas may be diverted to the combustible gas exhaust system via an inlet branch pipe. The inlet branch pipeline may be located on the inlet pipe leading the unsaturated hydrocarbon containing gas to the heat exchange unit 1.

Настоящее изобретение описано ниже со ссылкой на примеры, но настоящее изобретение ими не ограничивается.The present invention is described below with reference to examples, but the present invention is not limited to them.

В следующих примерах сканирующий электронный микроскоп (СЭМ) представляет собой сканирующий электронный микроскоп Hitachi S-4800 с холодной полевой эмиссией.In the following examples, the scanning electron microscope (SEM) is a Hitachi S-4800 cold field emission scanning electron microscope.

Распределение содержания активного компонента анализируют по региональным точкам отбора проб с использованием сканирующего электронного микроскопа Hitachi S-4800 с холодной полевой эмиссией (снабженного приставкой для рентгеновской энергодисперсионной спектроскопии (ЭДС)), а именно:The distribution of the content of the active component is analyzed by regional sampling points using a Hitachi S-4800 scanning electron microscope with cold field emission (equipped with an attachment for X-ray energy dispersive spectroscopy (EDS)), namely:

используют сканирующий электронный микроскоп, устанавливают напряжение 5 кВ, подбирают сечение катализатора, настраивают коэффициент увеличения, снимают точки через каждые 0,2 мм вдоль радиального направления катализатора в чистом поле зрения, для каждой точки измеряют содержание активного компонента, первого компонента - совместно используемого агента и второго компонента - совместно используемого агента.a scanning electron microscope is used, the voltage is set to 5 kV, the cross section of the catalyst is selected, the magnification factor is adjusted, points are taken every 0.2 mm along the radial direction of the catalyst in a clear field of view, for each point the content of the active component, the first component - the shared agent, and the second component is the shared agent.

Анализ пористой структуры катализатора проводят с использованием прибора для физической сорбции ASAP 2020 производства Micropericetics Instrument Corporation в США, удельную площадь поверхности рассчитывают и определяют с помощью метода БЭТ, а распределение пор по размерам рассчитывают и определяют с помощью метода BJH.The analysis of the pore structure of the catalyst was carried out using an ASAP 2020 physical sorption instrument manufactured by Micropericetics Instrument Corporation in the USA, the specific surface area was calculated and determined by the BET method, and the pore size distribution was calculated and determined by the BJH method.

Дисперсный размер катализатора и содержание в нем соответствующих активных компонентов измеряют с помощью сканирующего анализа STEM.The dispersed size of the catalyst and the content of the corresponding active components in it is measured using a scanning STEM analysis.

Примеры 1-4 полученияExamples 1-4 receive

1) Оксид алюминия подвергали первой пропитке эквивалентным объемом водного раствора, содержащего активный ингредиент, при рН 4, затем подвергали сушке при 80°С в течение 150 мин;1) The alumina was first impregnated with an equivalent volume of an aqueous solution containing the active ingredient at pH 4, then dried at 80° C. for 150 minutes;

2) оксид алюминия, полученный на стадии (1), подвергали второй пропитке эквивалентным объемом водного раствора, содержащего компонент 1 - совместно используемый агент, выбранный из группы, состоящей из оксидов редкоземельных металлов, оксидов металлов группы IVB и оксидов металлов группы VIII, и этаноламин (с содержанием этаноламина 2 масс. %), при рН 9, затем подвергали сушке при 130°С в течение 80 мин;2) the alumina obtained in step (1) was subjected to a second impregnation with an equivalent volume of an aqueous solution containing component 1, a shared agent selected from the group consisting of rare earth metal oxides, group IVB metal oxides, and group VIII metal oxides, and ethanolamine (with an ethanolamine content of 2 wt.%), at pH 9, then subjected to drying at 130°C for 80 min;

3) оксид алюминия, полученный на стадии (2), подвергали третьей пропитке эквивалентным объемом водного раствора, содержащего компонент 2 - совместно используемый агент, выбранный из группы, состоящей из оксидов щелочных металлов и оксидов щелочноземельных металлов, при рН 10, затем подвергали сушке при 170°С в течение 100 мин, а затем подвергали прокаливанию при 500°С в течение 3 часов с получением катализаторов каталитического окисления А1-А4, состав и структура катализаторов приведены ниже, условия стадий приведены в таблице 1.3) the alumina obtained in step (2) was subjected to a third impregnation with an equivalent volume of an aqueous solution containing component 2, a shared agent selected from the group consisting of oxides of alkali metals and oxides of alkaline earth metals, at pH 10, then subjected to drying at 170°C for 100 min, and then subjected to calcination at 500°C for 3 hours to obtain catalytic oxidation catalysts A1-A4, the composition and structure of the catalysts are shown below, the stage conditions are given in table 1.

На фиг. 2 показано СЭМ-изображение катализатора каталитического окисления, полученного в примере 1 получения; на фиг. 3 изображен график, показывающий распределение содержания ингредиентов после пропитки в примере 1 получения; на фиг. 4 изображен график, показывающий распределение содержания ингредиентов после пропитки в примере 2 получения; на фиг. 5 изображен график, показывающий распределение содержания ингредиентов после пропитки в примере 3 получения; и на фиг. 6 изображен график, показывающий распределение содержания ингредиентов после пропитки в примере 4 получения. Как показано на фиг. 2-6, вдоль радиального направления от сердцевины носителя к внешней поверхности носителя содержание активного компонента постепенно увеличивается, а затем постепенно уменьшается, образуя распределение в форме пика, содержание компонента 1 - совместно используемого агента постепенно увеличивается, а затем постепенно уменьшается, образуя распределение в форме пика, содержание компонента 2 - совместно используемого агента постепенно увеличивается, и пиковое значение содержания активного компонента составляет 0,2 масс. % или более.In FIG. 2 shows an SEM image of the catalytic oxidation catalyst obtained in Production Example 1; in fig. 3 is a graph showing the content distribution of ingredients after impregnation in Production Example 1; in fig. 4 is a graph showing the content distribution of ingredients after impregnation in Production Example 2; in fig. 5 is a graph showing the content distribution of ingredients after impregnation in Production Example 3; and in FIG. 6 is a graph showing the content distribution of ingredients after impregnation in Production Example 4. As shown in FIG. 2-6, along the radial direction from the core of the carrier to the outer surface of the carrier, the content of the active component gradually increases and then gradually decreases, forming a distribution in the form of a peak, the content of component 1 - the joint agent gradually increases, and then gradually decreases, forming a distribution in the form of peak, the content of component 2 - shared agent gradually increases, and the peak value of the content of the active component is 0.2 mass. % or more.

Сравнительный пример 1 полученияComparative Example 1 Receipt

Катализаторы получали тем же способом, что и в примере 1 получения, за исключением того, что пропитку компонентом 1 - совместно используемым агентом не проводили, получали катализатор D1, состав и структура катализаторов приведены ниже.Catalysts were obtained in the same manner as in Production Example 1, except that the impregnation with component 1, a shared agent, was not carried out, catalyst D1 was obtained, the composition and structure of the catalysts are shown below.

На фиг. 7 показано СЭМ-изображение катализатора каталитического окисления, полученного в сравнительном примере 1 получения; на фиг. 8 изображен график, показывающий распределение содержания ингредиентов после пропитки в сравнительном примере 1 получения; как показано на фиг. 7-8, вдоль радиального направления от сердцевины носителя к внешней поверхности носителя содержание активного компонента постепенно увеличивается, а затем постепенно уменьшается, образуя распределение в форме пика, содержание компонента 2 - совместно используемого агента постепенно увеличивается, и пиковое значение содержания активного компонента составляет 0,2 масс. % или более.In FIG. 7 shows an SEM image of the catalytic oxidation catalyst obtained in Comparative Production Example 1; in fig. 8 is a graph showing the content distribution of ingredients after impregnation in Comparative Production Example 1; as shown in FIG. 7-8, along the radial direction from the core of the carrier to the outer surface of the carrier, the content of the active ingredient gradually increases and then gradually decreases, forming a distribution in the form of a peak, the content of component 2 - the joint agent gradually increases, and the peak value of the content of the active ingredient is 0, 2 wt. % or more.

Сравнительный пример 2 полученияComparative Example 2 Receipt

Катализаторы получали тем же способом, что и в примере 1 получения, за исключением того, что пропитку компонентом 2 - совместно используемым агентом не проводили, получали катализатор D2, состав и структура катализаторов приведены ниже.Catalysts were obtained in the same manner as in Production Example 1, except that the impregnation with the component 2-co-agent was not carried out, catalyst D2 was obtained, the composition and structure of the catalysts are shown below.

На фиг. 9 показано СЭМ-изображение катализатора каталитического окисления, полученного в сравнительном примере 2 получения; на фиг. 10 изображен график, показывающий распределение содержания ингредиентов после пропитки в сравнительном примере 2 получения; как показано на фиг. 9-10, вдоль радиального направления от сердцевины носителя к внешней поверхности носителя содержание активного компонента постепенно увеличивается, а затем постепенно уменьшается, образуя распределение в форме пика, содержание компонента 1 - совместно используемого агента постепенно увеличивается, а затем постепенно уменьшается, образуя распределение в форме пика, и пиковое значение содержания активного компонента составляет 0,2 масс. % или более.In FIG. 9 shows an SEM image of the catalytic oxidation catalyst obtained in Comparative Production Example 2; in fig. 10 is a graph showing the content distribution of ingredients after impregnation in Comparative Production Example 2; as shown in FIG. 9-10, along the radial direction from the core of the carrier to the outer surface of the carrier, the content of the active component gradually increases and then gradually decreases, forming a distribution in the form of a peak, the content of component 1 - the joint agent gradually increases, and then gradually decreases, forming a distribution in the form peak, and the peak value of the content of the active component is 0.2 mass. % or more.

Сравнительный пример 3 полученияComparative Example 3 Receive

Оксид алюминия подвергали пропитке эквивалентным объемом водного раствора, содержащего активный ингредиент, компонент 1 - совместно используемый агент, компонент 2 - совместно используемый агент и этаноламин, при рН 4, затем подвергали сушке при 80°С в течение 150 мин, а затем подвергали прокаливанию при 500°С в течение 3 часов с получением катализатора D3 каталитического окисления, состав и структура которого показаны ниже.The alumina was impregnated with an equivalent volume of an aqueous solution containing the active ingredient, component 1 - shared agent, component 2 - shared agent and ethanolamine, at pH 4, then subjected to drying at 80°C for 150 min, and then subjected to calcination at 500°C for 3 hours to obtain a catalytic oxidation catalyst D3, the composition and structure of which are shown below.

На фиг. 11 показано СЭМ-изображение катализатора каталитического окисления, полученного в сравнительном примере 3 получения; на фиг. 12 изображен график, показывающий распределение содержания ингредиентов после пропитки в сравнительном примере 3 получения; как показано на фиг. 11-12, вдоль радиального направления от сердцевины носителя к внешней поверхности носителя содержание активного компонента постепенно увеличивается, а затем постепенно уменьшается, образуя распределение в форме пика, содержание компонента 1 - совместно используемого агента постепенно увеличивается, а затем постепенно уменьшается, образуя распределение в форме пика, содержание компонента 2 - совместно используемого агента постепенно увеличивается, но пиковое значение содержания активного компонента составляет менее 0,2 масс. %.In FIG. 11 shows an SEM image of the catalytic oxidation catalyst obtained in Comparative Production Example 3; in fig. 12 is a graph showing the content distribution of ingredients after impregnation in Comparative Production Example 3; as shown in FIG. 11-12, along the radial direction from the core of the carrier to the outer surface of the carrier, the content of the active component gradually increases and then gradually decreases, forming a distribution in the form of a peak, the content of component 1 - the joint agent gradually increases, and then gradually decreases, forming a distribution in the form peak, the content of component 2 - shared agent gradually increases, but the peak value of the content of the active component is less than 0.2 mass. %.

Сравнительный пример 4 полученияComparative Example 4 Receipt

Катализаторы получали тем же способом, что и в примере 1 получения, за исключением того, что пропитку проводили не поэтапно, а оксид алюминия подвергали пропитке эквивалентным объемом водного раствора, содержащего активный ингредиент, компонент 1 - совместно используемый агент, компонент 2 - совместно используемый агент и этаноламин, при рН 9, затем подвергали сушке при 80°С в течение 150 мин, а затем подвергали прокаливанию при 500°С в течение 3 ч с получением катализатора D4 каталитического окисления, состав и структура катализатора показаны ниже.Catalysts were obtained in the same manner as in Preparation Example 1, except that the impregnation was not carried out in stages, but the alumina was impregnated with an equivalent volume of an aqueous solution containing the active ingredient, component 1 is a shared agent, component 2 is a shared agent and ethanolamine, at pH 9, then subjected to drying at 80°C for 150 minutes, and then subjected to calcination at 500°C for 3 hours to obtain a catalytic oxidation catalyst D4, the composition and structure of the catalyst are shown below.

На фиг. 13 показано СЭМ-изображение катализатора каталитического окисления, полученного в сравнительном примере 4 получения; на фиг. 14 изображен график, показывающий распределение содержания ингредиентов после пропитки в сравнительном примере 4 получения; как показано на фиг. 13-14, вдоль радиального направления от сердцевины носителя к внешней поверхности носителя содержание активного компонента постепенно увеличивается, а затем постепенно уменьшается, образуя распределение в форме пика, содержание компонента 1 - совместно используемого агента постепенно увеличивается, а затем постепенно уменьшается, образуя распределение в форме пика, содержание компонента 2 - совместно используемого агента постепенно увеличивается, но пиковое значение содержания активного компонента составляет менее 0,2 масс. %.In FIG. 13 shows an SEM image of the catalytic oxidation catalyst obtained in Comparative Production Example 4; in fig. 14 is a graph showing the content distribution of ingredients after impregnation in Comparative Production Example 4; as shown in FIG. 13-14, along the radial direction from the core of the carrier to the outer surface of the carrier, the content of the active component gradually increases and then gradually decreases, forming a distribution in the form of a peak, the content of component 1 - the joint agent gradually increases, and then gradually decreases, forming a distribution in the form peak, the content of component 2 - shared agent gradually increases, but the peak value of the content of the active component is less than 0.2 mass. %.

Сравнительный пример 5 полученияReceiving Comparative Example 5

Катализаторы получали тем же способом, что и в примере 1 получения, за исключением того, что процесс пропитки проводили в две стадии. На первой стадии оксид алюминия подвергали первой пропитке эквивалентным объемом водного раствора, содержащего активный ингредиент, компонент 1 - совместно используемый агент и этаноламин, при рН 9, а затем подвергали сушке при 130°С в течение 80 мин; на второй стадии оксид алюминия, полученный после первой пропитки эквивалентным объемом, впоследствии подвергали второй пропитке эквивалентным объемом водного раствора, содержащего компонент 2 - совместно используемый агент, выбранный из группы, состоящей из оксидов щелочных металлов и оксидов щелочноземельных металлов, при рН 10, и подвергали сушке при 170°С в течение 100 мин, а затем подвергали прокаливанию при 500°С в течение 3 часов с получением катализатора D5 каталитического окисления, состав и структура которого показаны ниже.Catalysts were prepared in the same manner as in Production Example 1, except that the impregnation process was carried out in two steps. In the first step, alumina was subjected to a first impregnation with an equivalent volume of an aqueous solution containing the active ingredient, component 1 - co-agent and ethanolamine, at pH 9, and then subjected to drying at 130° C. for 80 minutes; in the second step, the alumina obtained after the first impregnation with an equivalent volume was subsequently subjected to a second impregnation with an equivalent volume of an aqueous solution containing component 2, a co-agent selected from the group consisting of oxides of alkali metals and oxides of alkaline earth metals, at pH 10, and subjected to drying at 170°C for 100 minutes, and then subjected to calcination at 500°C for 3 hours to obtain a catalytic oxidation catalyst D5, the composition and structure of which are shown below.

На фиг. 15 показано СЭМ-изображение катализатора каталитического окисления, полученного в сравнительном примере 5 получения; на фиг. 16 изображен график, показывающий распределение содержания ингредиентов после пропитки в сравнительном примере 5 получения; как показано на фиг. 15-16, вдоль радиального направления от сердцевины носителя к внешней поверхности носителя содержание активного компонента постепенно увеличивается, а затем постепенно уменьшается, образуя распределение в форме пика, содержание компонента 1 - совместно используемого агента постепенно увеличивается, а затем постепенно уменьшается, образуя распределение в форме пика, содержание компонента 2 - совместно используемого агента постепенно увеличивается, но пиковое значение содержания активного компонента составляет менее 0,2 масс. %.In FIG. 15 shows an SEM image of the catalytic oxidation catalyst obtained in Comparative Production Example 5; in fig. 16 is a graph showing the content distribution of ingredients after impregnation in Comparative Production Example 5; as shown in FIG. 15-16, along the radial direction from the core of the carrier to the outer surface of the carrier, the content of the active component gradually increases and then gradually decreases, forming a distribution in the form of a peak, the content of component 1 - the joint agent gradually increases, and then gradually decreases, forming a distribution in the form peak, the content of component 2 - shared agent gradually increases, but the peak value of the content of the active component is less than 0.2 mass. %.

Катализатор А1: катализатор, содержащий 0,25 масс. % оксида палладия (в пересчете на металлический элемент Pd), 0,1 масс. % оксида трехвалентного железа, 5,67 масс. % оксида натрия, а остальное составляет носитель - оксид алюминия; катализатор имеет удельную площадь поверхности 230 м2/г и объем пор 0,5 см3/г; мезопоры с размером пор более 2 нм и 50 нм или менее составляют 28% от общего объема пор, а макропоры с размером пор более 50 нм и 200 нм или менее составляют 70% от общего объема пор; активный компонент, имеющий дисперсный размер менее 10 нм, содержится в количестве 93 масс. % от общего количества активного компонента в катализаторе.Catalyst A1: a catalyst containing 0.25 wt. % palladium oxide (in terms of the metal element Pd), 0.1 wt. % ferric oxide, 5.67 wt. % sodium oxide, and the rest is the carrier - alumina; the catalyst has a specific surface area of 230 m 2 /g and a pore volume of 0.5 cm 3 /g; mesopores with a pore size of more than 2 nm and 50 nm or less account for 28% of the total pore volume, and macropores with a pore size of more than 50 nm and 200 nm or less account for 70% of the total pore volume; the active component, having a dispersed size of less than 10 nm, is contained in an amount of 93 wt. % of the total active component in the catalyst.

Катализатор D1: катализатор, содержащий 0,25 масс. % оксида палладия (в пересчете на металлический элемент Pd), 5,67 масс. % оксида натрия, а остальное составляет носитель - оксид алюминия; катализатор имеет удельную площадь поверхности 265 м2/г и объем пор 0,65 см3/г; мезопоры с размером пор более 2 нм и 50 нм или менее составляют 45% от общего объема пор, а макропоры с размером пор более 50 нм и 200 нм или менее составляют 53% от общего объема пор; активный компонент, имеющий дисперсный размер менее 10 нм, содержится в количестве 25 масс. % от общего количества активного компонента в катализаторе.Catalyst D1: a catalyst containing 0.25 wt. % palladium oxide (in terms of the metal element Pd), 5.67 wt. % sodium oxide, and the rest is the carrier - alumina; the catalyst has a specific surface area of 265 m 2 /g and a pore volume of 0.65 cm 3 /g; mesopores with a pore size of more than 2 nm and 50 nm or less account for 45% of the total pore volume, and macropores with a pore size of more than 50 nm and 200 nm or less account for 53% of the total pore volume; the active component, having a dispersed size of less than 10 nm, is contained in an amount of 25 wt. % of the total active component in the catalyst.

Катализатор D2: катализатор, содержащий 0,25 масс. % оксида палладия (в пересчете на металлический элемент Pd), 0,1 масс. % оксида трехвалентного железа, а остальное составляет носитель - оксид алюминия; катализатор имеет удельную площадь поверхности 225 м2/г и объем пор 0,55 см3/г; мезопоры с размером пор более 2 нм и 50 нм или менее составляют 30% от общего объема пор, а макропоры с размером пор более 50 нм и 200 нм или менее составляют 68% от общего объема пор; активный компонент, имеющий дисперсный размер менее 10 нм, содержится в количестве 45 масс. % от общего количества активного компонента в катализаторе.Catalyst D2: a catalyst containing 0.25 wt. % palladium oxide (in terms of the metal element Pd), 0.1 wt. % ferric oxide, and the rest is the carrier - alumina; the catalyst has a specific surface area of 225 m 2 /g and a pore volume of 0.55 cm 3 /g; mesopores with a pore size of more than 2 nm and 50 nm or less account for 30% of the total pore volume, and macropores with a pore size of more than 50 nm and 200 nm or less account for 68% of the total pore volume; the active component having a dispersed size of less than 10 nm is contained in an amount of 45 wt. % of the total active component in the catalyst.

Катализатор D3: катализатор, содержащий 0,25 масс. % оксида палладия (в пересчете на металлический элемент Pd), 0,1 масс. % оксида трехвалентного железа, 5,67 масс. % оксида натрия, а остаток представляет собой носитель - оксид алюминия; катализатор имеет удельную площадь поверхности 72 м2/г и объем пор 0,5 см3/г; мезопоры с размером пор более 2 нм и 50 нм или менее составляют 10% от общего объема пор, а макропоры с размером пор более 50 нм и 200 нм или менее составляют 87% от общего объема пор; активный компонент, имеющий дисперсный размер менее 10 нм, содержится в количестве 18,5 масс. % от общего количества активного компонента в катализаторе.Catalyst D3: a catalyst containing 0.25 wt. % palladium oxide (in terms of the metal element Pd), 0.1 wt. % ferric oxide, 5.67 wt. % sodium oxide, and the remainder is a carrier - alumina; the catalyst has a specific surface area of 72 m 2 /g and a pore volume of 0.5 cm 3 /g; mesopores with a pore size of more than 2 nm and 50 nm or less account for 10% of the total pore volume, and macropores with a pore size of more than 50 nm and 200 nm or less account for 87% of the total pore volume; the active component, having a disperse size of less than 10 nm, is contained in an amount of 18.5 wt. % of the total active component in the catalyst.

Катализатор D4: катализатор, содержащий 0,25 масс. % оксида палладия (в пересчете на металлический элемент Pd), 0,1 масс. % оксида трехвалентного железа, 5,67 масс. % оксида натрия, а остальное составляет носитель - оксид алюминия; катализатор имеет удельную площадь поверхности 62 м2/г и объем пор 0,75 см3/г; мезопоры с размером пор более 2 нм и 50 нм или менее составляют 1,5% от общего объема пор, а макропоры с размером пор более 50 нм и 200 нм или менее составляют 97% от общего объема пор; активный компонент, имеющий дисперсный размер менее 10 нм, содержится в количестве 6 масс. % от общего количества активного компонента в катализаторе.Catalyst D4: a catalyst containing 0.25 wt. % palladium oxide (in terms of the metal element Pd), 0.1 wt. % ferric oxide, 5.67 wt. % sodium oxide, and the rest is the carrier - alumina; the catalyst has a specific surface area of 62 m 2 /g and a pore volume of 0.75 cm 3 /g; mesopores with a pore size of more than 2 nm and 50 nm or less account for 1.5% of the total pore volume, and macropores with a pore size of more than 50 nm and 200 nm or less account for 97% of the total pore volume; the active component, having a dispersed size of less than 10 nm, is contained in an amount of 6 wt. % of the total active component in the catalyst.

Катализатор D5: катализатор, содержащий 0,25 масс. % оксида палладия (в пересчете на металлический элемент Pd), 0,1 масс. % оксида трехвалентного железа, 5,67 масс. % оксида натрия, а остальное составляет носитель - оксид алюминия; катализатор имеет удельную площадь поверхности 68 м2/г и объем пор 0,73 см3/г; мезопоры с размером пор более 2 нм и 50 нм или менее составляют 3,8% от общего объема пор, а макропоры с размером пор более 50 нм и 200 нм или менее составляют 95% от общего объема пор; активный компонент, имеющий дисперсный размер менее 10 нм, содержится в количестве 9 масс. % от общего количества активного компонента в катализаторе.Catalyst D5: a catalyst containing 0.25 wt. % palladium oxide (in terms of the metal element Pd), 0.1 wt. % ferric oxide, 5.67 wt. % sodium oxide, and the rest is the carrier - alumina; the catalyst has a specific surface area of 68 m 2 /g and a pore volume of 0.73 cm 3 /g; mesopores with a pore size of more than 2 nm and 50 nm or less account for 3.8% of the total pore volume, and macropores with a pore size of more than 50 nm and 200 nm or less account for 95% of the total pore volume; the active component having a dispersed size of less than 10 nm is contained in an amount of 9 wt. % of the total active component in the catalyst.

Катализатор А2: катализатор, содержащий 0,2 масс. % оксида палладия (в пересчете на металлический элемент Pd), 0,3 масс. % оксида кобальта, 4,89 масс. % оксида натрия, а остальное представляет собой носитель - оксид алюминия; катализатор имеет удельную площадь поверхности 195 м2/г и объем пор 0,52 см3/г; мезопоры с размером пор более 2 нм и 50 нм или менее составляют 10% от общего объема пор, а макропоры с размером пор более 50 нм и 200 нм или менее составляют 60% от общего объема пор; активный компонент, имеющий дисперсный размер менее 10 нм, содержится в количестве 95 масс. % от общего количества активного компонента в катализаторе.Catalyst A2: a catalyst containing 0.2 wt. % palladium oxide (in terms of the metal element Pd), 0.3 wt. % cobalt oxide, 4.89 wt. % sodium oxide, and the rest is a carrier - alumina; the catalyst has a specific surface area of 195 m 2 /g and a pore volume of 0.52 cm 3 /g; mesopores with a pore size of more than 2 nm and 50 nm or less account for 10% of the total pore volume, and macropores with a pore size of more than 50 nm and 200 nm or less account for 60% of the total pore volume; the active component, having a dispersed size of less than 10 nm, is contained in an amount of 95 wt. % of the total active component in the catalyst.

Катализатор A3: катализатор, содержащий 0,5 масс. % оксида рутения (в пересчете на металлический элемент Ru), 0,7 масс. % диоксида титана, 4,89 масс. % оксида магния, а остальное представляет собой носитель - оксид алюминия; катализатор имеет удельную площадь поверхности 230 м2/г и объем пор 0,5 см3/г; мезопоры с размером пор более 2 нм и 50 нм или менее составляют 5% от общего объема пор, а макропоры с размером пор более 50 нм и 200 нм или менее составляют 80% от общего объема пор; активный компонент, имеющий дисперсный размер менее 10 нм, содержится в количестве 96 масс. % от общего количества активного компонента в катализаторе.Catalyst A3: a catalyst containing 0.5 wt. % ruthenium oxide (in terms of the metal element Ru), 0.7 wt. % titanium dioxide, 4.89 wt. % magnesium oxide, and the rest is a carrier - alumina; the catalyst has a specific surface area of 230 m 2 /g and a pore volume of 0.5 cm 3 /g; mesopores with a pore size of more than 2 nm and 50 nm or less account for 5% of the total pore volume, and macropores with a pore size of more than 50 nm and 200 nm or less account for 80% of the total pore volume; the active component, having a dispersed size of less than 10 nm, is contained in an amount of 96 wt. % of the total active component in the catalyst.

Катализатор А4: катализатор, содержащий 0,5 масс. % оксида родия (в пересчете на металлический элемент Rh), 0,7 масс. % диоксида титана, 4,89 масс. % оксида калия, а остальное представляет собой носитель - оксид алюминия; катализатор имеет удельную площадь поверхности 230 м2/г и объем пор 0,5 см3/г; мезопоры с размером пор более 2 нм и 50 нм или менее составляют 20% от общего объема пор, а макропоры с размером пор более 50 нм и 200 нм или менее составляют 70% от общего объема пор; активный компонент, имеющий дисперсный размер менее 10 нм, содержится в количестве 96 масс. % от общего количества активного компонента в катализаторе.Catalyst A4: a catalyst containing 0.5 wt. % rhodium oxide (in terms of the metallic element Rh), 0.7 wt. % titanium dioxide, 4.89 wt. % potassium oxide, and the rest is a carrier - alumina; the catalyst has a specific surface area of 230 m 2 /g and a pore volume of 0.5 cm 3 /g; mesopores with a pore size of more than 2 nm and 50 nm or less account for 20% of the total pore volume, and macropores with a pore size of more than 50 nm and 200 nm or less account for 70% of the total pore volume; the active component, having a dispersed size of less than 10 nm, is contained in an amount of 96 wt. % of the total active component in the catalyst.

Испытательный пример 1 Массовое процентное содержание углеродных отложений для катализаторов А1-А4 и D1-D5 измеряли в атмосфере пропилена при давлении 0,6 МПа при температуре 573,15 K после времени реакции 100 часов, 1000 часов и 2000 часов, соответственно, где катализатор использовали в количестве 20 г на 1 моль пропилена, и результаты для углеродных отложений на катализаторе показаны в таблице 2.Test Example 1 The mass percentage of carbon deposits for catalysts A1-A4 and D1-D5 was measured in a propylene atmosphere at a pressure of 0.6 MPa at a temperature of 573.15 K after a reaction time of 100 hours, 1000 hours and 2000 hours, respectively, where the catalyst was used in an amount of 20 g per 1 mol of propylene, and the results for carbon deposits on the catalyst are shown in table 2.

Испытательный пример 2 Катализаторы А1-А4, D1-D5 подвергали восстановлению газообразным водородом при нормальном давлении и температуре 473,15 K в течение 10 часов, количество адсорбированного кислорода при насыщении для катализаторов А1-А4 после процесса восстановления измеряли при температурах 323,15 K, 423,15 K и 623,15 K, соответственно, результаты приведены в таблице 3. Метод измерения количества адсорбированного кислорода при насыщении заключался в следующем: совместно использовали устройство для хемосорбции и масс-спектрометр (устройство для хемосорбции Autochem 2910, масс-спектрометр OmniStar), взвешивали образец в количестве 0,1 г, подвергали его восстановлению газообразным водородом (смесью газов 10 об. % газообразного водорода и газообразного аргона) при 200°С в течение 2 часов, скорость нагрева составляла 10°С/мин, затем образец подвергали продувке газообразным гелием высокой чистоты при 200°С в течение 0,5 часа, затем температуру снижали до 50°С (100°С, 150°С), после стабилизации базовой линии продувки кислород (смесь газов 5 об. % кислорода и газообразный гелий) использовали для проведения импульсной хемосорбции до состояния насыщения адсорбции и выполняли количественный расчет величины адсорбции для получения количества адсорбированного кислорода на грамм катализатора при различных температурах. Давление окружающей среды в экспериментах было атмосферным.Test Example 2 Catalysts A1-A4, D1-D5 were subjected to reduction with hydrogen gas at normal pressure and a temperature of 473.15 K for 10 hours, the amount of adsorbed oxygen at saturation for catalysts A1-A4 after the reduction process was measured at temperatures of 323.15 K, 423.15 K and 623.15 K, respectively, the results are shown in Table 3. The method for measuring the amount of adsorbed oxygen at saturation was as follows: a chemisorption device and a mass spectrometer were used together (Autochem 2910 chemisorption device, OmniStar mass spectrometer) , the sample was weighed in an amount of 0.1 g, subjected to reduction with hydrogen gas (a mixture of gases of 10 vol.% hydrogen gas and argon gas) at 200 ° C for 2 hours, the heating rate was 10 ° C / min, then the sample was subjected to purging high purity helium gas at 200°C for 0.5 hour, then the temperature was reduced to 50°C (100°C, 150°C), after stabilization of the baseline purge oxygen (gas mixture 5 vol. % oxygen and helium gas) were used to carry out pulsed chemisorption to adsorption saturation state, and quantitative calculation of the adsorption amount was performed to obtain the amount of adsorbed oxygen per gram of catalyst at various temperatures. The ambient pressure in the experiments was atmospheric.

Пример 1Example 1

Обработку пропиленового остаточного газа проводили с использованием устройства для каталитического окисления-деоксигенирования содержащего ненасыщенный углеводород газа, как показано на фиг. 1, пропиленовый остаточный газ состоял из 8 об. % кислорода, 90 об. % пропилена и 2 об. % азота.The treatment of the propylene tail gas was carried out using a catalytic oxidation-deoxygenation device containing an unsaturated hydrocarbon gas, as shown in FIG. 1, propylene tail gas consisted of 8 vol. % oxygen, 90 vol. % propylene and 2 vol. % nitrogen.

Устройство для каталитического окисления-деоксигенирования включало теплообменный блок 1, нагревательный блок 2, блок 3 реакции деоксигенирования, блок 4 снижения температуры, блок 5 разделения газа и жидкости и блок отделения углеводородов; при этом теплообменный блок 1 представлял собой теплообменник для осуществления теплообмена между содержащим ненасыщенный углеводород газом и газом, обработанным в блоке реакции деоксигенирования; нагревательный блок 2 представлял собой электронагреватель для дополнительного нагрева содержащего ненасыщенный углеводород газа после теплообмена в теплообменном блоке 1. Блок 3 реакции деоксигенирования представлял собой адиабатический реактор с неподвижным слоем, который был снабжен слоем засыпки катализатора А1 для каталитического окисления, чтобы подвергать каталитическому окислению содержащий ненасыщенный углеводород газ из нагревательного блока 2, удалять кислород из содержащего ненасыщенный углеводород газа, в результате чего получают деоксигенированный газ В; блок 4 снижения температуры представлял собой воздушный конденсатор, соединенный с теплообменным блоком 1 для дополнительного охлаждения деоксигенированного газа В; блок 5 разделения газа и жидкости представлял собой емкость для разделения газа и жидкости для отделения жидкой фазы от газовой фазы, которая охлаждена в блоке 4 снижения температуры; блок отделения углеводородов состоял из компрессора 6 и колонны 7 для отделения неконденсируемого газа для выделения по меньшей мере части пропилена из газовой фазы, полученной из блока разделения газа и жидкости; в трубопроводе, соединяющем блок 5 разделения газа и жидкости и компрессор 6, размещен блок анализа остаточного кислорода для контроля содержания кислорода в газовой фазе, получаемой из блока 5 разделения газа и жидкости.The catalytic oxidation-deoxygenation apparatus included a heat exchange unit 1, a heating unit 2, a deoxygenation reaction unit 3, a temperature reduction unit 4, a gas-liquid separation unit 5, and a hydrocarbon separation unit; wherein the heat exchange unit 1 was a heat exchanger for exchanging heat between the unsaturated hydrocarbon-containing gas and the gas treated in the deoxygenation reaction unit; the heating unit 2 was an electric heater for post-heating the unsaturated hydrocarbon-containing gas after heat exchange in the heat exchange unit 1. The deoxygenation reaction unit 3 was a fixed-bed adiabatic reactor which was provided with a bed of catalytic oxidation catalyst A1 to catalytically oxidize the unsaturated hydrocarbon containing gas from the heating unit 2, remove oxygen from the unsaturated hydrocarbon-containing gas, resulting in deoxygenated gas B; the temperature reduction unit 4 was an air condenser connected to the heat exchange unit 1 to further cool the deoxygenated gas B; the gas-liquid separation unit 5 was a gas-liquid separation vessel for separating the liquid phase from the gas phase, which is cooled in the temperature reduction unit 4; the hydrocarbon separation unit consisted of a compressor 6 and a non-condensable gas separation column 7 for separating at least a portion of the propylene from the gas phase obtained from the gas-liquid separation unit; in the pipeline connecting the gas-liquid separation unit 5 and the compressor 6, a residual oxygen analysis unit is placed to control the oxygen content in the gas phase obtained from the gas-liquid separation unit 5.

Устройство дополнительно было снабжено циркуляционным ответвленным трубопроводом, который был размещен ниже по потоку от блока анализа остаточного кислорода трубопровода, соединяющего блок 5 разделения газа и жидкости и блок отделения углеводородов, и был соединен с входным трубопроводом для содержащего ненасыщенный углеводород газа, который использовали для возврата газовой фазы, полученной из блока 5 разделения газа и жидкости, во входной трубопровод для содержащего ненасыщенный углеводород газа, расположенный перед теплообменным блоком 1; циркуляционный ответвленный трубопровод был снабжен регулирующим циркуляцию клапаном.The device was additionally provided with a circulation branch pipe, which was placed downstream of the residual oxygen analysis unit of the pipeline connecting the gas-liquid separation unit 5 and the hydrocarbon separation unit, and was connected to the inlet pipeline for the gas containing unsaturated hydrocarbon, which was used to return the gas the phase obtained from the gas-liquid separation unit 5 into the inlet pipeline for the gas containing unsaturated hydrocarbon located in front of the heat exchange unit 1; the circulation branch pipe was provided with a circulation control valve.

Пропиленовый остаточный газ при температуре 40°С подавали в устройство для каталитического окисления-деоксигенирования и нагревали в теплообменнике до 110°С (т.е. температуры на входе в реактор), пропиленовый остаточный газ подавали в реактор деоксигенирования для проведения реакции каталитического окисления-деоксигенирования при часовой объемной скорости 10000 ч-1, давлении реакции 10 МПа, линейной скорости 0,02 м/с, произведении давления на линейную скорость 0,2 МПа⋅м/с, и температуре на выходе из реактора 280°С, чтобы получить деоксигенированный газ В.The propylene tail gas at a temperature of 40°C was fed into the catalytic oxidation-deoxygenation device and heated in the heat exchanger to 110°C (i.e., the reactor inlet temperature), the propylene tail gas was fed into the deoxygenation reactor to carry out the catalytic oxidation-deoxygenation reaction at an hourly space velocity of 10,000 h -1 , a reaction pressure of 10 MPa, a linear velocity of 0.02 m/s, a pressure-line velocity product of 0.2 MPa⋅m/s, and a reactor outlet temperature of 280°C, to obtain a deoxygenated gas B.

Деоксигенированный газ В подвергали теплообмену с исходным пропиленовым остаточным газом и нагревали до 80°С, а затем охлаждали в воздушном конденсаторе до 20°С, и он поступал впоследствии в емкость для разделения газа и жидкости, в которой отделяли жидкую фазу, образовавшуюся во время реакционного процесса, в качестве отработанной текучей среды С, и отделенная газовая фаза имела содержание кислорода в остаточном газе 0,10 об. %, селективность по СО составляла 0,5%, а селективность по СО2 составляла 99,1%. Повышали давление газовой фазы посредством компрессора 6, а затем газовую фазу вводили в колонну 7 для отделения неконденсируемого газа, отделенная газовая фаза представлял собой неконденсируемый газ D, а отделенная жидкая фаза представляла собой пропилен (с чистотой 99,5% или выше). Неконденсируемый газ D состоял из 50,3 об. % газообразного азота, 49,5 об. % СО2 и 0,2 об. % СО.The deoxygenated gas B was heat exchanged with the original propylene tail gas and heated to 80°C and then cooled in an air condenser to 20°C, and it subsequently entered a gas-liquid separation vessel, in which the liquid phase formed during the reaction was separated. process, as waste fluid C, and the separated gas phase had an oxygen content in the residual gas of 0.10 vol. %, selectivity for CO was 0.5%, and selectivity for CO 2 was 99.1%. The gas phase was pressurized by the compressor 6, and then the gas phase was introduced into the non-condensable gas separation column 7, the separated gas phase was non-condensable gas D, and the separated liquid phase was propylene (99.5% purity or higher). Non-condensable gas D consisted of 50.3 vol. % nitrogen gas, 49.5 vol. % CO 2 and 0.2 vol. % CO.

Количество углеродных отложений на катализаторе, как было измерено, составило 1,2% через 1000 часов от начала реакции, 2,1% через 2000 часов, 2,9% через 3000 часов, 4,1% через 5000 часов, 5,8% через 8000 часов. Через 15060 часов содержание кислорода в остаточном газе в отделенной газовой фазе, как было измерено, составило 0,28 об. %, количество углеродных отложений составило 9,8%, что указывает на дезактивацию катализатора, реакционное устройство было остановлено, и было необходимо сжигать углеродные отложения и регенерировать катализатор.The amount of carbon deposits on the catalyst, as measured, was 1.2% after 1000 hours from the start of the reaction, 2.1% after 2000 hours, 2.9% after 3000 hours, 4.1% after 5000 hours, 5.8% after 8000 hours. After 15060 hours, the oxygen content of the residual gas in the separated gas phase was measured to be 0.28 vol. %, the amount of carbon deposits was 9.8%, indicating the deactivation of the catalyst, the reaction device was stopped, and it was necessary to burn the carbon deposits and regenerate the catalyst.

Пример 2Example 2

Обработку пропинового остаточного газа проводили с использованием устройства для каталитического окисления-деоксигенирования содержащего ненасыщенный углеводород газа, как показано на фиг. 1, катализатор представляет собой катализатор каталитического окисления А2.The treatment of the propyne tail gas was carried out using a catalytic oxidation-deoxygenation device containing an unsaturated hydrocarbon gas, as shown in FIG. 1, the catalyst is A2 catalytic oxidation catalyst.

Пропиновый остаточный газ состоял из 7 об. % кислорода, 88 об. % пропина и 3 об. % азота. Пропиновый остаточный газ при температуре 40°С вводили в устройство для каталитического окисления-деоксигенирования и нагревали в теплообменнике до 200°С (т.е. температуры на входе в реактор), пропиновый остаточный газ подавали в реактор деоксигенирования для проведения каталитической реакции окисления-деоксигенирования при часовой объемной скорости 5000 ч-1, давлении 5 МПа, линейной скорости 0,2 м/с, произведении давления на линейную скорость 1 МПа⋅м/с и температуре на выходе из реактора 350°С, чтобы получить деоксигенированный газ В2.Propyne residual gas consisted of 7 vol. % oxygen, 88 vol. % propyne and 3 vol. % nitrogen. Propyne residue gas at 40°C was introduced into the catalytic oxidation-deoxygenation device and heated in a heat exchanger to 200°C (i.e. reactor inlet temperature), propine residue gas was fed into the deoxygenation reactor to carry out the catalytic oxidation-deoxygenation reaction at an hourly space velocity of 5000 h −1 , a pressure of 5 MPa, a linear velocity of 0.2 m/s, a product of pressure and a linear velocity of 1 MPa⋅m/s, and a reactor outlet temperature of 350° C., to obtain deoxygenated B2 gas.

Деоксигенированный газ В2 подвергали теплообмену с исходным пропиновым остаточным газом и нагревали до 110°С, а затем охлаждали посредством воздушного конденсатора до 20°С, и впоследствии он поступал в емкость для разделения газа и жидкости, в которой отделяли жидкую фазу, полученную в ходе реакционного процесса, в качестве отработанной текучей среды С, и отделенная газовая фаза имела содержание кислорода в остаточном газе 0,13 об. %, селективность по СО составляла 0,06%, а селективность по СО2 составляла 99,0%. Повышали давление газовой фазы посредством компрессора, а затем газовую фазу вводили в колонну для отделения неконденсируемого газа, отделенная газовая фаза представляла собой неконденсируемый газ, а отделенная жидкая фаза представляла собой пропин (с чистотой 99,6% или выше). Неконденсируемый газ состоял из 5,8 об. % газообразного азота, 94 об. % СО2 и 0,2 об. % СО.The deoxygenated gas B2 was subjected to heat exchange with the initial propyne tail gas and heated to 110°C and then cooled by an air condenser to 20°C, and subsequently it entered the gas-liquid separation vessel, in which the liquid phase obtained during the reaction was separated. process, as waste fluid C, and the separated gas phase had an oxygen content in the tail gas of 0.13 vol. %, selectivity for CO was 0.06%, and selectivity for CO 2 was 99.0%. The gas phase was pressurized with a compressor, and then the gas phase was introduced into a non-condensable gas separation column, the separated gas phase was a non-condensable gas, and the separated liquid phase was propyne (99.6% purity or higher). The non-condensable gas consisted of 5.8 vol. % nitrogen gas, 94 vol. % CO 2 and 0.2 vol. % CO.

Количество углеродных отложений на катализаторе, как было измерено, составило 1,3% через 1000 часов, 2,0% через 2000 часов, 3,1% через 3000 часов, 4,6% через 5000 часов, 6,2% через 8000 часов от начала реакции. После 16100 часов реакции содержание кислорода в остаточном газе в отделенной газовой фазе, как было измерено, составило 0,28 об. %, количество углеродных отложений составило 10,5%, что указывает на дезактивацию катализатора, реакционное устройство было остановлено, и было необходимо сжигать углеродные отложения и регенерировать катализатор.The amount of carbon deposits on the catalyst was measured to be 1.3% at 1000 hours, 2.0% at 2000 hours, 3.1% at 3000 hours, 4.6% at 5000 hours, 6.2% at 8000 hours from the start of the reaction. After 16100 hours of reaction, the oxygen content of the tail gas in the separated gas phase was measured to be 0.28 vol. %, the amount of carbon deposits was 10.5%, indicating the deactivation of the catalyst, the reaction device was stopped, and it was necessary to burn the carbon deposits and regenerate the catalyst.

Пример 3Example 3

Каталитическое окисление-деоксигенирование проводили в соответствии с тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что в качестве катализатора использовали катализатор каталитического окисления A3, объемная скорость реакции составляла 500 ч-1, давление составляло 0,4 МПа, линейная скорость составляла 5 м/с, произведение давления на линейную скорость составляло 2 МПа⋅м/с. Количество углеродных отложений на катализаторе, как было измерено, составило 1,0% через 1000 часов, 1,8% через 2000 часов, 2,7% через 3000 часов, 3,9% через 5000 часов, 5,85% через 8000 часов от начала реакции. После 17500 часов реакции содержание кислорода в остаточном газе в отделенной газовой фазе, как было измерено, составило 0,28 об. %, количество углеродных отложений составило 11,9%, что указывает на дезактивацию катализатора, реакционное устройство было остановлено, и было необходимо сжигать углеродные отложения и регенерировать катализатор.The catalytic oxidation-deoxygenation was carried out in accordance with the same method as in Example 1, except that the catalytic oxidation catalyst A3 was used as the catalyst, the reaction space rate was 500 h -1 , the pressure was 0.4 MPa, the linear velocity was 5 m/s, the product of pressure and linear velocity was 2 MPa⋅m/s. The amount of carbon deposits on the catalyst was measured to be 1.0% at 1000 hours, 1.8% at 2000 hours, 2.7% at 3000 hours, 3.9% at 5000 hours, 5.85% at 8000 hours from the start of the reaction. After 17500 hours of reaction, the oxygen content of the tail gas in the separated gas phase was measured to be 0.28 vol. %, the amount of carbon deposits was 11.9%, indicating the deactivation of the catalyst, the reaction device was stopped, and it was necessary to burn the carbon deposits and regenerate the catalyst.

Пример 4Example 4

Каталитическое окисление-деоксигенирование проводили в соответствии с тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что в качестве катализатора использовали катализатор каталитического окисления А4, линейная скорость составляла 0,5 м/с. Количество углеродных отложений на катализаторе, как было измерено, составило 1,25% через 1000 часов, 2,0% через 2000 часов, 2,85% через 3000 часов, 4,7% через 5000 часов, 7,1% через 8000 часов от начала реакции. После 14500 часов реакции содержание кислорода в остаточном газе в отделенной газовой фазе, как было измерено, составило 0,28 об. %, количество углеродных отложений составило 11%, что указывает на дезактивацию катализатора, реакционное устройство было остановлено, и было необходимо сжигать углеродные отложения и регенерировать катализатор.Catalytic oxidation-deoxygenation was carried out in accordance with the same method as in Example 1, except that A4 catalytic oxidation catalyst was used as the catalyst, and the line speed was 0.5 m/s. The amount of carbon deposits on the catalyst was measured to be 1.25% at 1000 hours, 2.0% at 2000 hours, 2.85% at 3000 hours, 4.7% at 5000 hours, 7.1% at 8000 hours from the start of the reaction. After 14500 hours of reaction, the oxygen content of the tail gas in the separated gas phase was measured to be 0.28 vol. %, the amount of carbon deposits was 11%, indicating the deactivation of the catalyst, the reaction device was stopped, and it was necessary to burn the carbon deposits and regenerate the catalyst.

Сравнительный пример 1 Каталитическое окисление-деоксигенирование проводили в соответствии с тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что линейная скорость составляла 0,01 м/с, произведение давления на линейную скорость составляло 0,1 МПа⋅м/с, а количество углеродных отложений на катализаторе, как было измерено, составляло 16% через 1000 часов от начала реакции.Comparative Example 1 Catalytic oxidation-deoxygenation was carried out according to the same method as in Example 1, except that the line speed was 0.01 m/s, the product of pressure and line speed was 0.1 MPa⋅m/s , and the amount of carbon deposits on the catalyst, as measured, was 16% after 1000 hours from the start of the reaction.

Сравнительный пример 2 Каталитическое окисление-деоксигенирование проводили в соответствии с тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что линейная скорость составляла 11 м/с, произведение давления на линейную скорость составляло 55 МПа⋅м/с, а количество углеродных отложений на катализаторе, как было измерено, составляло 12% через 1000 часов от начала реакции.Comparative Example 2 Catalytic oxidation-deoxygenation was carried out according to the same method as in Example 1, except that the linear velocity was 11 m/s, the product of pressure and linear velocity was 55 MPa⋅m/s, and the amount of carbon deposits on the catalyst, as measured, was 12% after 1000 hours from the start of the reaction.

Сравнительный пример 3 Каталитическое окисление-деоксигенирование проводили в соответствии с тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что давление составляло 21 МПа, произведение давления на линейную скорость составляло 0,42 МПа⋅м/с, а количество углеродных отложений на катализаторе, как было измерено, составляло 15% через 1000 часов от начала реакции.Comparative Example 3 Catalytic oxidation-deoxygenation was carried out according to the same method as in Example 1, except that the pressure was 21 MPa, the pressure-line velocity product was 0.42 MPa⋅m/s, and the amount of carbon deposits on the catalyst, as measured, was 15% after 1000 hours from the start of the reaction.

Сравнительный пример 4 Каталитическое окисление-деоксигенирование проводили в соответствии с тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что катализатор А1 был заменен катализатором D1, а количество углеродных отложений на катализаторе, как было измерено, составляло 4,5% через 1000 ч от начала реакции.Comparative Example 4 Catalytic oxidation-deoxygenation was carried out in accordance with the same method as in Example 1, except that catalyst A1 was replaced by catalyst D1, and the amount of carbon deposits on the catalyst was measured to be 4.5% through 1000 h from the start of the reaction.

Сравнительный пример 5 Каталитическое окисление-деоксигенирование проводили в соответствии с тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что катализатор А1 был заменен катализатором D2, а количество углеродных отложений на катализаторе, как было измерено, составляло 3,6% через 1000 ч от начала реакции.Comparative Example 5 Catalytic oxidation-deoxygenation was carried out in accordance with the same method as in Example 1, except that Catalyst A1 was replaced by Catalyst D2, and the amount of carbon deposits on the catalyst was measured to be 3.6% through 1000 h from the start of the reaction.

Сравнительный пример 6 Каталитическое окисление-деоксигенирование проводили в соответствии с тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что катализатор А1 был заменен катализатором D3, а количество углеродных отложений на катализаторе, как было измерено, составляло 6,8% через 1000 ч от начала реакции.Comparative Example 6 Catalytic oxidation-deoxygenation was carried out in accordance with the same method as in Example 1, except that Catalyst A1 was replaced by Catalyst D3, and the amount of carbon deposits on the catalyst was measured to be 6.8% through 1000 h from the start of the reaction.

Сравнительный пример 7 Каталитическое окисление-деоксигенирование проводили в соответствии с тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что катализатор А1 был заменен катализатором D4, а количество углеродных отложений на катализаторе, как было измерено, составляло 9,1% через 1000 ч от начала реакции.Comparative Example 7 Catalytic oxidation-deoxygenation was carried out in accordance with the same method as in Example 1, except that Catalyst A1 was replaced by Catalyst D4, and the amount of carbon deposits on the catalyst was measured to be 9.1% through 1000 h from the start of the reaction.

Сравнительный пример 8 Каталитическое окисление-деоксигенирование проводили в соответствии с тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что катализатор А1 был заменен катализатором D5, а количество углеродных отложений на катализаторе, как было измерено, составляло 10,2% через 1000 ч от начала реакции.Comparative Example 8 Catalytic oxidation-deoxygenation was carried out in accordance with the same method as in Example 1, except that Catalyst A1 was replaced by Catalyst D5, and the amount of carbon deposits on the catalyst was measured to be 10.2% through 1000 h from the start of the reaction.

В вышеприведенном описании в сочетании с приложенными чертежами подробно описаны предпочтительные воплощения настоящего изобретения, но настоящее изобретение ими не ограничивается. Различные простые модификации могут быть реализованы в отношении технических решений настоящего изобретения в рамках технической концепции настоящего изобретения, включая комбинацию отдельных технических признаков любым подходящим образом. Возможные комбинации различных технических признаков далее не описаны в настоящем изобретения, чтобы избежать ненужного повторения. Однако такие простые модификации и их комбинации также следует рассматривать в качестве содержимого, описанного в настоящем изобретении, каждое из них подпадает под объем защиты настоящего изобретения.The above description, in conjunction with the accompanying drawings, describes in detail the preferred embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to them. Various simple modifications can be implemented in relation to the technical solutions of the present invention within the technical concept of the present invention, including the combination of individual technical features in any suitable way. Possible combinations of various technical features are not further described in the present invention in order to avoid unnecessary repetition. However, such simple modifications and combinations thereof should also be considered as content described in the present invention, each of which falls within the protection scope of the present invention.

Claims (32)

1. Катализатор окисления-деоксигенирования содержащего ненасыщенный углеводород газа, содержащий носитель, а также активный компонент, первый компонент - совместно используемый агент и второй компонент - совместно используемый агент, нанесенные на носитель, где активный компонент представляет собой один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из оксидов Pt, Pd, Ru, Rh, Ag и Ir;1. An oxidation-deoxygenation catalyst containing an unsaturated hydrocarbon gas containing a carrier, as well as an active component, the first component is a shared agent and the second component is a shared agent deposited on the carrier, where the active component is one or more components selected from the group , consisting of oxides of Pt, Pd, Ru, Rh, Ag and Ir; первый компонент - совместно используемый агент включает один или более элементов, выбранных из группы, состоящей из редкоземельного металла, металла группы IVB и металла группы VIII, а второй компонент - совместно используемый агент включает один или более элементов, выбранных из группы, состоящей из щелочного металла и щелочноземельного металла;the first component, the shared agent, includes one or more elements selected from the group consisting of a rare earth metal, a metal of group IVB, and a metal of group VIII, and the second component, a shared agent, includes one or more elements selected from the group consisting of an alkali metal and alkaline earth metal; в радиальном направлении от сердцевины носителя к внешней поверхности носителя содержание указанного активного компонента постепенно увеличивается, а затем постепенно уменьшается с образованием распределения в форме пика, содержание указанного первого компонента - совместно используемого агента постепенно увеличивается, а затем постепенно уменьшается с образованием распределения в форме пика, содержание указанного второго компонента - совместно используемого агента постепенно увеличивается, и пиковое значение содержания указанного активного компонента составляет 0,2 масс. % или более;in the radial direction from the core of the carrier to the outer surface of the carrier, the content of the specified active component gradually increases and then gradually decreases to form a distribution in the form of a peak, the content of the specified first component - the joint agent gradually increases and then gradually decreases to form a distribution in the form of a peak, the content of the specified second component - shared agent gradually increases, and the peak value of the content of the specified active component is 0.2 mass. % or more; указанный активный компонент содержится в количестве 0,05-2 масс. % в пересчете на металлический элемент, указанный первый компонент - совместно используемый агент содержится в количестве 0,1-3 масс. % в пересчете на оксид, а указанный второй компонент - совместно используемый агент содержится в количестве 1-7 масс. % в пересчете на оксид, в расчете на сухую массу катализатора.the specified active ingredient is contained in an amount of 0.05-2 wt. % in terms of the metal element, the specified first component - a shared agent is contained in an amount of 0.1-3 wt. % in terms of oxide, and the specified second component - a shared agent is contained in an amount of 1-7 wt. % in terms of oxide, based on the dry weight of the catalyst. 2. Катализатор по п. 1, в котором массовое процентное содержание углеродных отложений у для катализатора, измеренное в атмосфере пропилена при давлении 0,6 МПа и температуре 573,15 K, имеет следующие характеристики:2. The catalyst according to claim 1, wherein the mass percentage of carbon deposits y for the catalyst, measured in a propylene atmosphere at a pressure of 0.6 MPa and a temperature of 573.15 K, has the following characteristics: у=0,9y1 - 1,1y1, y1=(-0,0029+0,3748×t0,3013)/100,y=0.9y1 - 1.1y1, y1=(-0.0029+0.3748×t 0.3013 )/100, где t - время реакции, в диапазоне 100-2000 часов;where t is the reaction time, in the range of 100-2000 hours; причем перед измерением катализатор имеет массовое процентное содержание углеродных отложений, составляющее 0,2% или менее;moreover, before the measurement, the catalyst has a mass percentage of carbon deposits of 0.2% or less; предпочтительно, количество q адсорбированного кислорода при насыщении для катализатора после восстановления водородом при нормальном давлении и температуре 473,15 K имеет следующие характеристики:preferably, the amount q of adsorbed oxygen at saturation for the catalyst after reduction with hydrogen at normal pressure and temperature of 473.15 K has the following characteristics: q=0,8q1 - 1,2q1, q1=a+b×Tc+d×Te,q=0.8q1 - 1.2q1, q1=a+b×T c +d×T e , где q - количество адсорбированного кислорода при насыщении, мл/г;where q is the amount of adsorbed oxygen at saturation, ml/g; Т - температура адсорбции, в диапазоне 323,15-623,15 K;T - adsorption temperature, in the range of 323.15-623.15 K; а=-0,0685; b=7,016×10-6; с=2,06; d=-5,83×10-8; е=2,76.a=-0.0685; b=7.016×10 -6 ; c=2.06; d=-5.83×10 -8 ; e=2.76. 3. Катализатор по п. 1 или 2, в котором первый компонент - совместно используемый агент включает один или более элементов, выбранных из группы, состоящей из металла группы IVB и металла группы VIII, а второй компонент - совместно используемый агент включает щелочной металл;3. The catalyst according to claim 1 or 2, wherein the first component, the shared agent, comprises one or more elements selected from the group consisting of a Group IVB metal and a Group VIII metal, and the second component, the shared agent, comprises an alkali metal; более предпочтительно, первый компонент - совместно используемый агент представляет собой один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из оксида трехвалентного железа, оксида кобальта, оксида никеля и оксида титана, а второй компонент - совместно используемый агент представляет собой оксид натрия;more preferably, the first shared agent component is one or more selected from the group consisting of ferric oxide, cobalt oxide, nickel oxide, and titanium oxide, and the second shared agent component is sodium oxide; еще более предпочтительно, массовое отношение первого компонента - совместно используемого агента ко второму компоненту - совместно используемому агенту составляет 1:20-220, предпочтительно 1:60-200.even more preferably, the weight ratio of the first component - shared agent to the second component - shared agent is 1:20-220, preferably 1:60-200. 4. Катализатор по любому из пп. 1-3, который имеет удельную площадь поверхности 100-260 м2/г и объем пор 0,2-0,7 см3/г; мезопоры с размером пор более 2 нм и 50 нм или менее составляют 2-40%, предпочтительно 5-30% от общего объема пор, а макропоры с размером пор более 50 нм и 200 нм или менее составляют 50-90%, предпочтительно 60-80% от общего объема пор;4. The catalyst according to any one of paragraphs. 1-3, which has a specific surface area of 100-260 m 2 /g and a pore volume of 0.2-0.7 cm 3 /g; mesopores with a pore size of more than 2 nm and 50 nm or less make up 2-40%, preferably 5-30% of the total pore volume, and macropores with a pore size of more than 50 nm and 200 nm or less make up 50-90%, preferably 60- 80% of the total pore volume; предпочтительно, носитель катализатора представляет собой один или более носителей, выбранных из группы, состоящей из оксида алюминия, диоксида кремния, диоксида титана, молекулярных сит и углеродных нанотрубок.preferably, the catalyst carrier is one or more carriers selected from the group consisting of alumina, silica, titanium dioxide, molecular sieves and carbon nanotubes. 5. Катализатор по любому из пп. 1-4, в котором содержание активного компонента, имеющего дисперсный размер менее 10 нм, составляет 80 масс. % или более от общего количества активного компонента.5. The catalyst according to any one of paragraphs. 1-4, in which the content of the active component having a disperse size of less than 10 nm is 80 wt. % or more of the total active ingredient. 6. Способ каталитического окисления-деоксигенирования содержащего ненасыщенный углеводород газа, включающего ненасыщенный углеводород и кислород, включающий приведение содержащего ненасыщенный углеводород газа в контакт с катализатором и осуществление процесса каталитического окисления для удаления кислорода из содержащего ненасыщенный углеводород газа;6. A method for catalytically oxidizing-deoxygenating an unsaturated hydrocarbon-containing gas comprising an unsaturated hydrocarbon and oxygen, comprising contacting an unsaturated hydrocarbon-containing gas with a catalyst and performing a catalytic oxidation process to remove oxygen from the unsaturated hydrocarbon-containing gas; где катализатор представляет собой указанный катализатор по любому из пп. 1-5, условия приведения в контакт включают то, что содержащий ненасыщенный углеводород газ имеет часовую объемную скорость 200-50000 ч-1, предпочтительно 200-20000 ч-1, давление 0,01-20 МПа, линейную скорость 0,02-10 м/с, а произведение давления на линейную скорость составляет 0,1-5 МПа⋅м/с.where the catalyst is the specified catalyst according to any one of paragraphs. 1-5, the contacting conditions include that the unsaturated hydrocarbon-containing gas has an hourly space velocity of 200-50000 h -1 , preferably 200-20000 h -1 , a pressure of 0.01-20 MPa, a linear velocity of 0.02-10 m/s, and the product of pressure and linear velocity is 0.1-5 MPa⋅m/s. 7. Способ каталитического окисления-деоксигенирования по п. 6, в котором содержащий ненасыщенный углеводород газ имеет часовую объемную скорость 500-20000 ч-1, предпочтительно 500-10000 ч-1, давление 0,4-10 МПа, линейную скорость 0,02-5 м/с, а произведение давления на линейную скорость составляет 0,2-5 МПа⋅м/с.7. The method of catalytic oxidation-deoxygenation according to claim 6, in which the gas containing unsaturated hydrocarbon has an hourly space velocity of 500-20000 h -1 , preferably 500-10000 h -1 , pressure of 0.4-10 MPa, linear velocity of 0.02 -5 m/s, and the product of pressure and linear velocity is 0.2-5 MPa⋅m/s. 8. Способ каталитического окисления-деоксигенирования по п. 6 или 7, который дополнительно включает следующие стадии:8. The catalytic oxidation-deoxygenation process according to claim 6 or 7, which further comprises the following steps: (1) понижение температуры газа, полученного в результате реакции каталитического окисления, и разделение газа и жидкости;(1) lowering the temperature of the gas obtained from the catalytic oxidation reaction and separating the gas and liquid; (2) отделение газовой фазы, полученной в результате разделения газа и жидкости, с получением по меньшей мере части ненасыщенных углеводородов.(2) separating the gas phase resulting from the gas-liquid separation to obtain at least a portion of the unsaturated hydrocarbons. 9. Способ каталитического окисления-деоксигенирования по любому из пп. 6-8, который дополнительно включает перед каталитическим окислением осуществление теплообмена между содержащим ненасыщенный углеводород газом и газом, полученным в результате реакции каталитического окисления.9. The method of catalytic oxidation-deoxygenation according to any one of paragraphs. 6-8, which further includes, prior to the catalytic oxidation, exchanging heat between the unsaturated hydrocarbon-containing gas and the gas resulting from the catalytic oxidation reaction. 10. Способ каталитического окисления-деоксигенирования по любому из пп. 6-9, в котором ненасыщенные углеводороды представляют собой ненасыщенные углеводороды с числом атомов углерода С4 или менее, предпочтительно, один или более ненасыщенных углеводородов, выбранных из группы, состоящей из этилена, пропилена, 1-бутена, 2-бутена, изобутилена, 1,3-бутадиена, ацетилена, пропина, 1-бутина и 2-бутина.10. The method of catalytic oxidation-deoxygenation according to any one of paragraphs. 6-9, wherein the unsaturated hydrocarbons are unsaturated hydrocarbons with C4 or less carbon atoms, preferably one or more unsaturated hydrocarbons selected from the group consisting of ethylene, propylene, 1-butene, 2-butene, isobutylene, 1, 3-butadiene, acetylene, propyne, 1-butyne and 2-butyne. 11. Способ каталитического окисления-деоксигенирования по любому из пп. 6-10, в котором температура на входе в реактор составляет 60-400°С, температура на выходе из реактора составляет 100-600°С; предпочтительно, температура на входе в реактор составляет 100-380°С, температура на выходе из реактора составляет 150-550°С;11. The method of catalytic oxidation-deoxygenation according to any one of paragraphs. 6-10, in which the temperature at the inlet to the reactor is 60-400°C, the temperature at the outlet of the reactor is 100-600°C; preferably, the temperature at the inlet to the reactor is 100-380°C, the temperature at the outlet of the reactor is 150-550°C; предпочтительно, указанную реакцию каталитического окисления проводят в реакторе с неподвижным слоем.preferably, said catalytic oxidation reaction is carried out in a fixed bed reactor. 12. Способ каталитического окисления-деоксигенирования по любому из пп. 6-11, который дополнительно включает процесс контроля безопасности, включающий стадию блокировки - запуска аварийного сигнала, при этом стадия блокировки - запуска аварийного сигнала включает определение того, достигают ли температура на входе в реактор, температура на выходе из реактора, содержание кислорода в подаваемом газе, содержание кислорода в остаточном газе соответствующего аварийного значения или блокировочного значения, и осуществление управления аварийной блокировкой;12. The method of catalytic oxidation-deoxygenation according to any one of paragraphs. 6-11, which further includes a safety control process including a block-trigger alarm step, wherein the lock-trigger alarm step includes determining whether the reactor inlet temperature, the reactor outlet temperature, the oxygen content of the feed gas have reached , the oxygen content of the residual gas of the corresponding alarm value or blocking value, and the implementation of emergency blocking control; предпочтительно, нижнее аварийное значение температуры на входе в реактор составляет 60-90°С, нижнее блокировочное значение температуры на входе в реактор составляет 40-60°С, верхнее аварийное значение температуры на выходе из реактора составляет 580-610°С, верхнее блокировочное значение температуры на выходе из реактора составляет 610-650°С, верхнее аварийное значение содержания кислорода в подаваемом газе составляет 7,5-8,5 об. %, верхнее блокировочное значение содержания кислорода в подаваемом газе составляет 8,5-10 об. %, а верхнее аварийное значение содержания кислорода в остаточном газе составляет 0,2-0,3 об. %.preferably, the lower reactor inlet temperature alarm value is 60-90°C, the reactor inlet temperature lower shutdown value is 40-60°C, the reactor outlet temperature upper alarm value is 580-610°C, the upper reactor temperature at the outlet of the reactor is 610-650°C, the upper emergency value of the oxygen content in the feed gas is 7.5-8.5 vol. %, the upper blocking value of the oxygen content in the supplied gas is 8.5-10 vol. %, and the upper emergency value of the oxygen content in the residual gas is 0.2-0.3 vol. %. 13. Способ каталитического окисления-деоксигенирования по любому из пп. 6-12, в котором содержащий ненасыщенный углеводород газ содержит 0,2-8% кислорода и 5-99% ненасыщенных углеводородов в пересчете на объемную процентную концентрацию.13. The method of catalytic oxidation-deoxygenation according to any one of paragraphs. 6-12, in which the gas containing unsaturated hydrocarbon contains 0.2-8% oxygen and 5-99% unsaturated hydrocarbons in terms of volume percentage concentration.
RU2022122593A 2020-02-11 2021-01-26 Catalyst and method for catalytic oxidation-deoxygenation of gas containing unsaturated hydrocarbon RU2801380C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010087815.3 2020-02-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2801380C1 true RU2801380C1 (en) 2023-08-08

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2333797C2 (en) * 2003-12-18 2008-09-20 Тийода Корпорейшн Catalyst for obtaining synthesis-gas and method for obtaining synthesis-gas using same
RU2542990C2 (en) * 2008-09-05 2015-02-27 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Liquid fuel compositions based on catalytically deoxygenated and condensed ogygenated carbohydrates
WO2016064695A1 (en) * 2014-10-21 2016-04-28 Shell Oil Company Catalyst and process for deoxygenation and conversion of bio-derived feedstocks
RU2685426C1 (en) * 2013-12-16 2019-04-18 Басф Корпорейшн Oxidation catalyst composition, exhaust gases flow processing and exhaust gases flowing processing
CN110559843A (en) * 2018-06-06 2019-12-13 中国石油化工股份有限公司 Propylene gas catalytic deoxidation reaction device and safety control method
CN110559842A (en) * 2018-06-06 2019-12-13 中国石油化工股份有限公司 propylene gas catalytic deoxidation device and method with temperature and tail oxygen concentration control

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2333797C2 (en) * 2003-12-18 2008-09-20 Тийода Корпорейшн Catalyst for obtaining synthesis-gas and method for obtaining synthesis-gas using same
RU2542990C2 (en) * 2008-09-05 2015-02-27 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Liquid fuel compositions based on catalytically deoxygenated and condensed ogygenated carbohydrates
RU2685426C1 (en) * 2013-12-16 2019-04-18 Басф Корпорейшн Oxidation catalyst composition, exhaust gases flow processing and exhaust gases flowing processing
WO2016064695A1 (en) * 2014-10-21 2016-04-28 Shell Oil Company Catalyst and process for deoxygenation and conversion of bio-derived feedstocks
CN110559843A (en) * 2018-06-06 2019-12-13 中国石油化工股份有限公司 Propylene gas catalytic deoxidation reaction device and safety control method
CN110559842A (en) * 2018-06-06 2019-12-13 中国石油化工股份有限公司 propylene gas catalytic deoxidation device and method with temperature and tail oxygen concentration control

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230129017A1 (en) Catalyst and catalytic oxidation-deoxidation method for unsaturated hydrocarbon-containing gas
Kim et al. Catalytic ozonation of toluene using Mn–M bimetallic HZSM-5 (M: Fe, Cu, Ru, Ag) catalysts at room temperature
Zabilskiy et al. Small CuO clusters on CeO2 nanospheres as active species for catalytic N2O decomposition
Larsson et al. Oxides of copper, ceria promoted copper, manganese and copper manganese on Al2O3 for the combustion of CO, ethyl acetate and ethanol
Martínez-Arias et al. Preferential oxidation of CO in rich H2 over CuO/CeO2: Details of selectivity and deactivation under the reactant stream
US6669916B2 (en) Method and apparatus for purifying carbon dioxide feed streams
Chen et al. Catalytic activity and stability of porous Co–Cu–Mn mixed oxide modified microfibrous-structured ZSM-5 membrane/PSSF catalyst for VOCs oxidation
Takeguchi et al. Catalytic combustion of volatile organic compounds on supported precious metal catalysts
JP5099326B2 (en) Discharge, recovery, treatment method of volatile organic compounds, cleaning treatment method in tank container, and cleaning treatment device display device holding device in tank container
Guo et al. Removal of benzene by non-thermal plasma catalysis over manganese oxides through a facile synthesis method
RU2801380C1 (en) Catalyst and method for catalytic oxidation-deoxygenation of gas containing unsaturated hydrocarbon
Motak et al. Catalytic activity of layered aluminosilicates for VOC oxidation in the presence of NO x
Pande et al. Unburned carbon from bagasse fly ash as a support for a VOC oxidation catalyst
Lee et al. Process development for low temperature CO oxidation in the presence of water and halogen compounds
Han et al. Oxygen removal from syngas by catalytic oxidation of copper catalyst
Hosseini Catalytic oxidation of volatile organic compounds by using spinel mixed oxide catalyst—a review
Zhu et al. Simultaneous removal of soot and NOx over Ir-based catalysts in the presence of oxygen
Chang et al. Pt/Rh and Pd/Rh catalysts used for ozone decomposition and simultaneous elimination of ozone and carbon monoxide
Hsu et al. Influence of thermal treatment on the catalytic activity of Cu-loaded carbons in NO reduction with NH3 and regeneration of the thermally deactivated catalysts
ZHANG et al. Oxidation characteristics of polycyclic aromatic hydrocarbons in flue gas over Pd/γ-Al2O3 catalyst
KR20050069178A (en) Catalytic composition for destroying volatile organic compound and carbon monoxide and method of catalytic conversion using the same
CN115894158A (en) Use of gaseous alkanes for reducing the risk of explosion during the deoxidation of oxygen-containing gases
Kim et al. Effect of controlling nano-sized copper by silver in copper-based catalyst on catalytic oxidation of toluene
CN115888379A (en) Method for removing oxygen from oxygen-containing gas
WO2023020044A1 (en) Method for reducing risk of burning and explosion in deoxygenation process of oxygen-containing gas